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光離子化檢測有機(jī)化合物

日期：2024-08-29 10:43
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摘要：
 光離子化檢測器（PhotoIonization Detectors，簡稱PID）可以檢測極低濃度 (0-2000
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)（HazMat，HazardousMaterial)都是VOC，因而對VOC檢測具有極
高靈敏度的PID就在檢測有機(jī)化合物中有著無法替代的用途：
    盡管已有一些公司號稱它們可以進(jìn)行有機(jī)化合物的檢測，但RAE公司近期在PID技術(shù)上的突
破性發(fā)展：包括使儀器更加堅固、更加可靠和更加經(jīng)濟(jì)實用使其成為檢測有機(jī)化合物的普遍工
具。也正是這些發(fā)展，PID將成為有機(jī)氣體監(jiān)測的優(yōu)選儀器。
 
光離子化檢測有機(jī)化合物一般意義上的VOC到底包括哪些物質(zhì)？
從某種意義上講，VOC是保證工業(yè)的發(fā)展的化學(xué)物質(zhì)，包括：
  • 燃料、油料(主要的應(yīng)急事故)
  • 潤滑、油脂、脫脂劑
  • 溶劑、涂料、塑料和樹脂
 
光離子化檢測有機(jī)化合物為什么不使用LEL檢測器？
    很多VOC確實是易燃物質(zhì)并且可以被應(yīng)用于很多多氣體檢測器中配備的LEL(Lower Explo
-siveLimit)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。
 
光離子化檢測有機(jī)化合物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1,400ppm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300ppm 而其
STEL（短期暴露水平）是500ppm，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經(jīng)具有了很大的毒性。
 
2)LEL傳感器是專用于測量甲烷氣體的。光離子化檢測有機(jī)化合物
    *初，LEL傳感器是專門用于解決測量煤礦中甲烷濃度問題的。大多數(shù)的LEL傳感器都采用
測量易燃?xì)怏w在催化極上燃燒產(chǎn)生熱量的惠斯通電橋的原理。此時，溫度升高引起電阻的變化
，儀器對其進(jìn)行測量并轉(zhuǎn)化為% LEL。
 
 
 
3)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：
  • 氣體在燃燒時的熱量輸出不同：
  • "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。
 
4)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，實際的由于一半輸出，
LEL就大約是100%
 
Gas/VaporLEL(%vol)靈敏度(%)
Acetone2.245
Diesel0.830
MEK1.838
Toluene1.240
Benzene1.240
Methane5.0100
Propane2.053
 
    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，因此也有很多的制造商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，即以電方法來使得儀器得到正確的讀數(shù)。由于甲烷是*先到達(dá)傳
感器表面，所以用甲烷進(jìn)行校正更適合于這類儀器。然而，即使使用了合適的校正系數(shù)，LEL傳
感器還是因為缺乏足夠的測量PPM量級的靈敏度而無法進(jìn)行VOC的毒性測量。