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一文读懂光离子化PID传感器

2022-11-07 16:21:14

近年来我国在挥发性有机物(VOCs)监测领域出台了一系列监测标准规范,其中提出了气相色谱、FID及PID等技术是环境空气及污染源中挥发性有机物监测的主要方法。



相关技术要求与规范

1

2016年广东省发布《固定污染源挥发性有机物排放连续自动监测系统光离子化监测器(PID)法技术要求》(DB44/T1947-2016)

2

2021年上海、江苏、浙江和安徽等四个省市的生态环境部门统一组织编制了长江三角洲区域统一标准《工业园区挥发性有机物光离子化传感器(PID)网格化监测技术规范》。

3

2022年中华环保联合会牵头立项《挥发性有机物检测仪(PID)》团体标准。


PID气体传感器能检测极低浓度的VOCs气体和其它有毒气体,是非色散红外、电化学、催化燃烧气体传感器的补充,也是技术含量比较高的一种气体传感器,其高灵敏度检测能力,使其在石油石化及环保监测中具有重要作用。



光离子化PID传感器


图1 PID检测器工作原理


废气或空气中的VOCs被PID传感器的紫外灯(UV)光源离子化为可被检测器检测到的正负离子。检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号,电流经放大后以模拟或者数字信号输出,电流信号的大小和VOCs浓度成正比。在被检测后,离子重新复合成为原来的气体和蒸气,因此PID是一种非破坏性检测器,经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。



大部分气体都有其特定的电离能(IP),以电子伏特(eV)为计量单位,由UV灯发出的能量也以eV为单位。如果待测气体的IP低于灯的输出能量,那么,这种气体就可以被离子化。电离能决定了该气体是否能被PID传感器检测到。


目前商用的PID检测器规格分为9.8eV、10.6eV和11.7eV,高于11.7 eV的化合物暂不能被商用PID检测到。


光离子化PID传感器


1、气体浓度量程


确定检测气体种类后,还需要对被测气体浓度进行判断,涉及到PID传感器的气体浓度检测量程,一般从几个ppm到几万ppm的宽量程均有相应产品。


2、检测分辨率

分辨率指的就是传感器能够检测到的Z低气体浓度,PID传感器灵敏度极高,一般在相对低量程的条件下,很多产品均能做到ppb级,部分产品能够达到甚至低于1ppb。


炜盛科技4R-PID全量程可定制


3、线性度


传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线剥离直线的程度,剥离程度越低,线性度越高。


PID传感器具有良好的线性度,在大部分量程范围内呈现线性变化。


4R-PID :R^2大于0.995


4、信号重复性

传感器光电转换后的信号需要稳定输出,其偏差越小越好。


5、响应时间T90

传感器接触的气体浓度发生阶跃变化时,其输出变化达到稳定值的规定的百分比(一般为 70%或 90%)时所需的时间,即为T70或T90响应时间。PID传感器一般以T90时间为准标称响应时间。


4R-PID:T90≤5 S


6、温湿度漂移

PID传感器都会受到温湿度的影响而输出值发生漂移,对产品使用造成影响,因此评估温湿度对传感器的影响是不可忽视的;


低湿度情况下,PID传感器会因为离子捕捉时遇到湿气产生“假象”离子(电离部分水),导致测量浓度偏高,该现象难以完全避免,因此多数PID都有湿度补偿功能;但湿度太高,水汽会附着在离子化室的内壁,造成阳极和阴极之间电导率增加,漏电流上升,因此很容易造成下雨天PID检测器误报警的情况发生。


4R-PID:受环境干扰小,误差不超过10%


PID传感器相较其他技术气体传感器具有多项优势,响应速度快、检测范围广、可定量,灵敏度高、本质安全等等。炜盛科技在核心技术、产业化方向不断突破,已实现PID传感器的完全自主可控和量产上市,可无差别替换进口品牌产品。


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