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日前,由上海市環(huán)境監測中心、上海市計量測試技術(shù)研究院、上海大學(xué)和中華環(huán)保聯(lián)合會(huì )VOCs污染防治專(zhuān)業(yè)委員會(huì )等近二十家國內權威科研院所、高等院校、行業(yè)協(xié)會(huì )、優(yōu)秀儀器廠(chǎng)商,共同起草制定的全國性團體標準《便攜式揮發(fā)性有機物光離子化檢測儀(PID)技術(shù)要求及監測規范》(T/ACEF 096—2023)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《標準》)在全國團體標準信息平臺正式發(fā)布并實(shí)施。
標準在大量實(shí)驗數據的基礎上,兼顧技術(shù)現狀和發(fā)展趨勢,規定了可行的設備性能指標及測試方法、質(zhì)控要求等。標志著(zhù)我國便攜式揮發(fā)性有機物光離子化檢測儀(PID)進(jìn)入有標可依的新階段,填補了行業(yè)標準的空白。
文件適用于基于光離子化檢測器技術(shù)的便攜式揮發(fā)性有機物檢測儀開(kāi)展環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的檢測,也適用于常溫低濕度廢氣中揮發(fā)性有機物的檢測。
光離子化作用發(fā)生在氣體的分子或原子中,當他們吸收足夠能量的光子時(shí),其電子結構發(fā)生變化,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。一旦電子達到激發(fā)態(tài),他們會(huì )變得不穩定并傾向于返回基態(tài),在電子返回基態(tài)時(shí),它們會(huì )以熱量或光子的形式釋放能量。 這種光離子化作用可以用來(lái)檢測氣體。傳感器內的光源發(fā)射出一定波長(cháng)的紫外光,這種紫外光具有足夠的能量使氣體分子或原子中的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),當電子返回基態(tài)時(shí),它們釋放的光子能量被傳感器內的光電探測器檢測到,從而形成電信號。氣體濃度越高,被電離的氣體分子或原子越多,也就產(chǎn)生了更多的光子,導致更強的電信號,所以電信號的大小與氣體濃度緊密相關(guān)。
圖1 PID檢測器工作原理
大部分氣體都有其特定的電離能(IP),以電子伏特(eV)為計量單位,由UV燈發(fā)出的能量也以eV為單位。如果待測氣體的IP低于燈的輸出能量,那么這種氣體就可以被離子化。電離能決定了該氣體是否能被PID傳感器檢測到。
此外,PID傳感器的性能可以通過(guò)調整光源的波長(cháng)、功率和探測器的靈敏度來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí),由于PID傳感器可以檢測非常低濃度的氣體,因此它們在環(huán)境監測、工業(yè)過(guò)程控制和安全監測等領(lǐng)域都有廣泛的應用。
精度高 高精度的光離子化傳感器可以檢測到ppb級別的有機氣體,精度超過(guò)紅外傳感器等大多數常用傳感器。 對檢測氣體無(wú)破壞性 光離子傳感器在將氣體吸入后將其電離,而氣體分子形成的離子在放電后又形成了原先的氣體分子,對原氣體分子無(wú)破壞性。 響應速度快 除了在氣體檢測系統在開(kāi)機后預熱的一段時(shí)間,在正常工作狀態(tài)下,光離子氣體傳感器幾乎可以實(shí)時(shí)做出反應,可以連續測試。這在檢測危險氣體時(shí),對保障檢測人員健康有重要意義。 PID能檢測十億分之一(ppb)到百萬(wàn)分之一(ppm)濃度級別的化合物,是非色散紅外、電化學(xué)、催化燃燒氣體傳感器的補充,也是技術(shù)含量比較高的一種氣體探測器。
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