光離子檢測儀（Photo Ionization Detectors，簡稱PID）可以檢測極低濃度(0-1000 ppm) 的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC，Volatile Organic Compounds）和其它有毒氣體。很多發(fā)生事故的有害物質(zhì)都是VOC，因而對VOC檢測具有極高靈敏度的PID就在應(yīng)急事故檢測中有著無法替代的用途：
PID可以進(jìn)行有機(jī)化合物的檢測,使儀器更加堅(jiān)固、更加可靠使其成為檢測有機(jī)化合物的普遍工具。也正是這些發(fā)展，PID必將成為應(yīng)急事故監(jiān)測的**儀器。
一般意義上的VOC到底包括哪些物質(zhì)？
從某種意義上講，VOC是保證工業(yè)發(fā)展的化學(xué)物質(zhì)，包括： 有機(jī)化學(xué)物質(zhì)(主要應(yīng)急事故) 燃料、油料、潤滑、油脂、脫脂劑、 溶劑、涂料、塑料和樹脂
什么是PID？
光離子檢測儀可測量0.1到2000 ppm的VOC和其它有毒氣體。PID是一個高度靈敏的寬范圍檢測器，可以看成一個“低濃度LEL檢測器”。如果將有毒氣體和蒸氣看成是一條大江的話，即使你游入大江，LEL檢測器還沒有反應(yīng)，而PID則在你剛剛濕腳的時就告知你。
PID是怎樣工作的？
PID使用了一個紫外燈（UV）光源將有機(jī)物打成可被檢測器檢測到的正負(fù)離子（離子化）。檢測器測量離子化了的氣體的電荷并將其轉(zhuǎn)化為電流信號，電流被放大并顯示出“PPM”濃度值。在被檢測后，離子重新復(fù)合成為原來的氣體和蒸氣。PID是一種非破壞性檢測器，它不會“燃燒”或長久性改變待測氣體，這樣一來，經(jīng)過PID檢測的氣體仍可被收集做進(jìn)一步的測定。
PID到底能測量那些物質(zhì)？
大量的可以被PID檢測的是含碳的有機(jī)化合物，包括：
芳香類： 含有苯環(huán)的系列化合物。（如：苯，甲苯，萘等等）
酮類和醛類：含有C=O鍵的化合物。（如：丙酮，等等 ）
氨和胺類： 含N的碳?xì)浠衔?。（如二甲基胺等等?nbsp;
鹵代烴類： 硫代烴類。
不飽和烴類： 烯烴等等 。
醇類 不含碳的無機(jī)氣體：氨、砷、硒等，溴和碘類等等。
PID一個精巧嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?*工具
PID是可以用于應(yīng)急事故中的靈敏的、可以**測定各類化學(xué)品的**手段。正如，放大鏡的發(fā)現(xiàn)使我們更清晰地辨認(rèn)指紋，PID可以讓救援人員可以立即檢出危險(xiǎn)物質(zhì)的存在并可進(jìn)一步地對其定量測量。放大鏡是無法自己認(rèn)定指紋的，但**的檢驗(yàn)人員就可以利用放大鏡頭更快更準(zhǔn)地進(jìn)行判斷。對于有毒氣體也是一樣，PID無法判定有毒氣體和蒸氣，但有經(jīng)驗(yàn)的救援人員卻可以利用PID更快地進(jìn)行判斷并且可以進(jìn)行準(zhǔn)確的測定。由于人們越來越關(guān)注低濃度的化學(xué)品泄漏問題，PID準(zhǔn)確的現(xiàn)場測量為救援人員提供了一個極好的幫助。PID可以幫助他們在處理大多數(shù)的應(yīng)急事故時進(jìn)行確認(rèn)和檢測。
為什么不使用LEL檢測器？
很多VOC確實(shí)是易燃物質(zhì)并且可以被應(yīng)用于很多多氣體檢測器中配備的LEL (Lower Explosive Limit)或稱易燃易爆氣體檢測器所檢測到。但是，由于LEL傳感器的較低的靈敏度還不足以確認(rèn)毒性而無法應(yīng)用于應(yīng)急事故之中。
換句話說，LEL傳感器檢測的是爆炸性而非毒性。
1)LEL傳感器檢測的是爆炸性而非毒性
LEL傳感器測量的是爆炸下限的百分比，例如，汽油的爆炸下限是1.4%，因而， 100% LEL 就是14,000 ppm 的汽油。10% LEL 是1,400 ppm的汽油，1% LEL是140 ppm的汽油。140 ppm是LEL傳感器可以檢測到的*小的汽油蒸氣量。汽油的TWA值（時間加權(quán)平均值）是300 ppm 而其STEL（短期暴露水平）是500 ppm，這些，再加上LEL傳感器的較差的分辨率都說明LEL不適合于檢測汽油泄露。LEL傳感器測量的是爆炸性而不是毒性。實(shí)際上，很多VOC（有機(jī)化合物）即使在其濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LEL傳感器靈敏度時就已具有很大的毒性。
2)LEL傳感器的局限性
兩種基理影響著LEL傳感器的性能并影響著它們有效地測量非甲烷氣體：
1.氣體在燃燒時的熱量輸出不同：
2.“較重的” 碳?xì)浠衔镎魵飧y一些擴(kuò)散到LEL傳感器上所以其熱量輸出也低一些。
有些氣體燃燒產(chǎn)生熱量較多而另一些可能相對小一些。這些物理性質(zhì)的不同導(dǎo)致了使用LEL傳感器時的不便。比如100% LEL甲烷(5%體積甲烷) 產(chǎn)生的熱量就相當(dāng)于100%LEL丙烷(2.0%體積)的兩倍。
有些“較重的”碳?xì)浠衔锟赡芎茈y擴(kuò)散通過LEL傳感器的防火屏蔽金屬網(wǎng)。在LEL傳感器上，這個網(wǎng)是用來避免傳感器本身回火引燃環(huán)境并允許象甲烷、丙烷和乙烷等通過到達(dá)傳感器的惠斯通橋的電極表面。然而，象汽油、煤油、溶劑等擴(kuò)散通過這個網(wǎng)的速度較慢，因而到達(dá)電橋的量也少，也即輸出較低。
3) 惠斯通電橋式的LEL傳感器的靈敏度是以甲烷為代表的
根據(jù)下表，汽油在惠斯通電橋上產(chǎn)生的熱量大約是甲烷的一半。因此，其產(chǎn)生的信號也是甲烷的一半。如果用甲烷標(biāo)定的LEL檢測汽油蒸氣，儀器顯示的讀數(shù)就是實(shí)際濃度的一半。例如，在甲烷標(biāo)定的情況下，如果LEL顯示空氣中汽油混合物的50% LEL，實(shí)際的由于一半輸出，LEL就大約是100%
氣體 LEL(%vol) 靈敏度(%)
丙酮 2.2 45
柴油 0.8 30
MEK 1.8 38
甲苯 1.2 40
苯 1.2 40
甲烷 5.0 100
丙烷 2.0 53
當(dāng)然，LEL的讀數(shù)可以用你所測量的氣體進(jìn)行校正。比如，上表表明，丙烷的響應(yīng)更接近于大多數(shù)的VOC，因此也可用丙烷校正他們的儀器。也可以在儀器用甲烷校正后使用校正系數(shù)進(jìn)行待測氣體校正，即以軟件方法使得儀器得到正確的讀數(shù)。然而，即使使用了合適的校正系數(shù)，LEL傳感器還是因?yàn)槿狈ψ銐虻臏y量PPM量級的靈敏度而無法進(jìn)行VOC的毒性測量。
PPM量級的測量——?dú)怏w傳感器的新奉獻(xiàn)
目前，有以下幾種方法可以測量PPM級的VOC：
比色管：缺乏精密度，還有其它一些缺點(diǎn)。
金屬氧化物傳感器：缺乏精密度和靈敏度。
便攜式氣相色譜/質(zhì)譜：選擇性和精密度均佳，但無法連續(xù)測定并且價格昂貴。
FID(火焰離子化檢測器)：局限性在于體積重量較大，并且需要瓶裝氫氣。
*為適用，一個PID是在很多應(yīng)急事故中*佳選擇，它可以提供可信的響應(yīng)。
光離子檢測器(PID)
一個PID可以看成是沒有分離柱的氣相色譜儀，因而PID可以提供**的**度。許多人認(rèn)為：盡管PID對很多PPM級的有毒化合物具有很好的靈敏度和準(zhǔn)確度，但它由于缺乏選擇性而用途不大。其實(shí)，大多數(shù)的其它方法，包括：比色管、MOS傳感器和FID檢測器的選擇性也不是很好。PID的優(yōu)勢正在于它沒有選擇性，它是一種小巧的、連續(xù)測量的檢測器，它可以為工作人員提供實(shí)時的信息反饋。這種反饋可以使工作人員確認(rèn)他們處于沒有暴露于危險(xiǎn)化學(xué)品之中的**狀態(tài)而更好地完成他們的任務(wù)。就如同攝像機(jī)一樣，PID是連續(xù)測量的，并且它的結(jié)果還可以記錄（采集數(shù)據(jù)）或者立即“回放”（瀏覽數(shù)據(jù)）。
PID現(xiàn)在已經(jīng)成為*為有利的有機(jī)化合物檢測的工具： PID可以0.1ppm的分辨率測量0-1000 ppm的有機(jī)物質(zhì)，所以它是測量可以在很低濃度即可致癌的汽油（還有其它有毒氣體和蒸汽）的*為合適的方法。PID提供了預(yù)防長期中毒的*好保護(hù)。PID技術(shù)上的突破克服了原有PID的缺點(diǎn)從而為應(yīng)急事故處理提供了迄今*為有力工具。
PID可以在各種情況提供**測量的能力可以在以下的有機(jī)化合物測量過程中發(fā)揮重要作用：
初始個人防護(hù)確定
泄漏檢測
事故區(qū)域確認(rèn)
泄漏物確認(rèn)
**污染
初始個人防護(hù)確認(rèn)
在接近可能事故發(fā)生地之時，救援人員必須首先確認(rèn)個人防護(hù)設(shè)備，有些“可能”的事件也許并不是事故而無須任何個人防護(hù);而有些事故開始并沒有任何污染跡象，但卻需要特別的個人防護(hù)。還沒有哪個檢測器可以為救援人員提供所有的答案，但PID卻可為此提供圓滿解決。對于很多事故，PID可以讓救援人員確定自己周圍是否存在有毒氣體或蒸氣。 一個鐵路工作人員向應(yīng)急救援中心報(bào)告：一個在濕熱環(huán)境（35℃，95%RH）中，一輛罐車發(fā)生泄漏。根據(jù)描述，這個罐車裝載的是液苯。由于苯的毒性（個人暴露水平為1 ppm），救援人員決定采用A級防護(hù)。但是，由于現(xiàn)在的溫度很高，穿帶如此裝備會給救援人員帶來更多傷害。 *后經(jīng)過各種努力，確認(rèn)“泄漏”的罐車下面的滴液是冷凝下來的水滴而不是泄漏出來的苯。原來，該罐車曾存放在20℃的庫房中，內(nèi)部液苯的低溫加上外面的高溫和高濕出現(xiàn)了水的冷凝。 實(shí)際上，使用PID就可以幫助救援人員很容易確認(rèn)是否有“可離子化”蒸氣存在。因?yàn)楦鶕?jù)記錄，已知罐車中裝的是苯，而苯是非常容易“離子化”的。救援人員就可以用PID判斷是否有苯蒸氣存在。這樣一來，不僅減少了確定泄漏的費(fèi)用，而且避免由于穿帶A級防護(hù)服帶來的高熱傷害。
用PID進(jìn)行泄漏檢測。
通常，泄漏并不是很容易看得到，而在有效制止泄漏之前，一定要確定泄漏的地點(diǎn)。任何情況下，任何氣體或蒸氣都是從其源頭擴(kuò)散出來的，而在擴(kuò)散以后，則會被周圍的空氣稀釋直到某些地方檢測不到該物質(zhì)的存在，這樣一來，就建立了一個濃度梯度，即當(dāng)氣體完全擴(kuò)散后，由濃度*高的源頭到稀釋為零，也就是的濃度變化。
只要我們可以檢測到，用PID可以測量并且“看到”很多氣體和蒸氣的濃度梯度。我們用PID，就象用“蓋革計(jì)數(shù)器”那樣“看”到濃度梯度，并且跟隨濃度的增加發(fā)現(xiàn)源頭。PID泄漏檢測能力不僅可以快速找到危險(xiǎn)源頭，而且可以節(jié)省很多時間和費(fèi)用。
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