近年來我國在VOC監(jiān)測領(lǐng)域出臺了一系列監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其中提出了氣相色譜、FID及PID等技術(shù)是環(huán)境空氣及污染源中VOC監(jiān)測的主要方法。PID氣體傳感器能夠檢測極低濃度揮發(fā)性有機化合物——VOC和其它有毒氣體，其高靈敏度檢測能力，使其在石油石化及環(huán)保監(jiān)測中具有重要作用。

1、PID傳感器檢測

PID(Photo IonizaTIon Detector)光離子傳感器PID利用紫外光源將被測氣體激發(fā)電離產(chǎn)生正、負(fù)離子。這些電離的微粒產(chǎn)生的電流經(jīng)過檢測器的放大，就能在儀表上顯示ppm級的濃度。這些離子經(jīng)過電極后很快就重新組合到一起變成原來的有機分子。在此過程中分子不會有任何損壞。PID不會“燒毀”也不用經(jīng)常更換標(biāo)樣氣體，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檢測器可檢測幾百種化合物，但不同化合物電離能有所不同，需要依據(jù)目標(biāo)物的電離能來選擇PID檢測器的紫外燈，目前商用的PID檢測器規(guī)格分為9.8eV、10.6eV和11.7eV，因此高于11.7 eV的化合物暫不能被商用PID檢測到。

揮發(fā)性有機物VOC是指在常溫下，沸點50 ～ 260 ℃的各種有機化合物。主要形態(tài)為揮發(fā)性和有機物兩個部分，主要成分包括苯系物、有機氯化物、氟利昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。

VOC在人們?nèi)粘；顒蛹捌髽I(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生。日常生活如加油站油氣的揮發(fā)、裝修涂料的晾干過程和酒精等日常的消毒等;企業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)量較大，包括噴涂、印刷、有機溶劑清洗作業(yè)等，大量使用揮發(fā)性有機溶劑。

2、PID傳感器主要指標(biāo)

氣體濃度量程

確定檢測氣體種類后，還需要對被測氣體濃度進(jìn)行判斷，涉及到PID傳感器的氣體濃度檢測量程，一般從幾個ppm到幾萬ppm的寬量程均有相應(yīng)產(chǎn)品;

檢測分辨率

傳感器能夠檢測到的最低氣體濃度，PID傳感器靈敏度極高，一般在相對低量程的條件下，很多產(chǎn)品均能做到ppb級，部分產(chǎn)品能夠達(dá)到甚至低于1ppb;

濃度線性度

PID傳感器具有良好的線性度，在大部分量程范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性變化，大部分傳感器產(chǎn)品，在量程5000ppm以下，能夠做到相關(guān)系數(shù)R2>0.95;

信號重復(fù)性

傳感器光電轉(zhuǎn)換后的信號需要穩(wěn)定輸出，其絕對偏差越小越好;

響應(yīng)時間T90

傳感器遇到反應(yīng)氣體后，通過光電轉(zhuǎn)換，輸出電信號。T90指的就是傳感器從讀數(shù)0上升到環(huán)境中所測氣體濃度的90%所需要的時間;

溫濕度漂移

PID傳感器都會受到溫濕度的影響而輸出值發(fā)生漂移，對產(chǎn)品使用造成影響，因此評估溫濕度對傳感器的影響是不可忽視的;

靈敏度衰減

傳感器中的紫外燈本身具有一定使用壽命，同時因環(huán)境塵埃等會造成紫外燈臟污，因此PID傳感器隨著使用時間的積累會發(fā)生性能衰減，衰減過度會造成檢測不準(zhǔn)確。

3、量程與分辨率

PID傳感器制造工藝所限，量程越大，精度（即分辨率）越低，量程與分辨率難以兼顧。一般分為ppb級和ppm級。

ppb級，低量程高精度。如果被測環(huán)境包含的VOC氣體的特性具有很低濃度即可對人體有傷害，那就選擇低量程的傳感器，比如20ppm和50ppm。通常應(yīng)用在檢漏環(huán)境，主要目的是測量這個環(huán)境有沒有VOC有機揮發(fā)物。其分辨率能夠達(dá)到ppb級別。

ppm級，高量程低精度。用在污染物濃度較高的環(huán)境下，主要目的是檢測VOC氣體濃度值。例如VOC在線監(jiān)測排放，推薦選擇5000ppm的量程傳感器。其分辨率基本都是ppm級別。

4、濃度線性度與信號重復(fù)度

濃度線性度，傳感器的線性度就是其輸出量與輸入之間的實際關(guān)系曲線剝離直線的程度。剝離程度越低，線性度越高。

響應(yīng)曲線線性度較好，能夠在全量程內(nèi)完整地反應(yīng)氣體濃度的變化過程。

傳感器的重復(fù)性表示傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時，所得持性曲線不一致性的程度。多次按相同輸入條件測試的輸出特性曲線越重合，其重復(fù)性越好，誤差也越小。

5、響應(yīng)時間T90

進(jìn)入VOC氣體環(huán)境后，響應(yīng)速度非?？?，一般能夠做到小于5秒（T90），從VOC氣體環(huán)境中離開后，回到零點的速度也非?？臁?/span>

PID傳感器一般以T90時間為準(zhǔn)標(biāo)稱響應(yīng)時間，傳感器接觸的氣體濃度發(fā)生階躍變化時，其輸出變化達(dá)到穩(wěn)定值的規(guī)定的百分比（一般為 70%或 90%）時所需的時間，即為T70或T90響應(yīng)時間。

6、溫濕度漂移

PID傳感器都會因為離子捕捉時遇到濕氣，產(chǎn)生假象離子，導(dǎo)致濃度變高。此現(xiàn)象難以完全避免，PID傳感器均會受到濕度干擾。檢測前，可以通過對PID傳感器相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行零點標(biāo)定，消除一定溫濕度干擾。

溫濕度條件下傳感器性能穩(wěn)定，將大幅提升產(chǎn)品使用實際效果。

7、衰減與壽命

PID傳感器應(yīng)用過程中，用戶多會關(guān)注其使用壽命，通常情況下，其紫外燈的壽命標(biāo)稱在5000小時上下，也就意味著PID傳感器需要進(jìn)行后期維護(hù)保養(yǎng)，其帶來的費用和成本將會對使用方造成一定的負(fù)擔(dān)。因此往往會重點關(guān)注或詢問PID傳感器的使用壽命和其衰減程度。

8、PID光離子傳感器的應(yīng)用

隨著工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)污染日益增多，特別是化工區(qū)、工業(yè)集中區(qū)及周邊環(huán)境，環(huán)境污染負(fù)荷逐漸增加，職業(yè)健康危害事件時有發(fā)生。

有毒氣體涉及的生產(chǎn)過程、化工物料泄漏、工業(yè)職業(yè)衛(wèi)生、室內(nèi)空氣質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)、密閉空間作業(yè)、應(yīng)急事故檢測中，對有毒氣體的檢測具有非常重要的作用。

規(guī)定針對高濃度VOC泄漏監(jiān)測設(shè)備（包括光離子法的）使用技術(shù)要求。2016年廣東省發(fā)布《固定污染源揮發(fā)性有機物排放連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)光離子化監(jiān)測器（PID）法技術(shù)要求》（DB44/T1947-2016），主要同樣針對高濃度的VOC排放源連續(xù)監(jiān)測PID設(shè)備進(jìn)行技術(shù)。2021年上海、江蘇、浙江和安徽等四個省市的生態(tài)環(huán)境部門統(tǒng)一組織編制了長江三角洲區(qū)域統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)園區(qū)揮發(fā)性有機物光離子化傳感器（PID）網(wǎng)格化監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。為規(guī)范VOCs檢測儀器設(shè)備的相關(guān)應(yīng)用，2022年中華環(huán)保聯(lián)合會牽頭立項《揮發(fā)性有機物檢測儀（PID）》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

PID傳感器相較其他技術(shù)氣體傳感器具有多項優(yōu)勢，響應(yīng)速度快、檢測范圍廣、可定量，靈敏度高、本質(zhì)安全等等。隨著國產(chǎn)企業(yè)在核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化方向的不斷突破，實現(xiàn)完全自主可控，逐漸降低生產(chǎn)制造成本，能夠?qū)崿F(xiàn)更大面積覆蓋，更全面監(jiān)控易燃易爆氣體泄漏，以及生產(chǎn)過程職業(yè)健康防護(hù)，在工業(yè)安全預(yù)防、防范方面將實現(xiàn)更大的價值。

編輯：李丹