光離子化檢測器的案例
PID光離子傳感器用于土壤及地下水揮發(fā)性污染物檢測
在檢測過程中，空氣中的基本成分如氮氣、氧氣、二氧化碳等則不被電離(這些物質(zhì)的電離能大于11 eV)，對檢測結(jié)果沒有干擾。由于光離子化技術(shù)環(huán)保且高效，同時符合檢測器微型化的發(fā)展方向，近年來光離子化檢測器愈發(fā)受到研究者的青睞。
光離子化檢測器一個最顯著的優(yōu)點就是氣體進入檢測器后，發(fā)生電離被破壞成帶電的碎片，產(chǎn)生微電流經(jīng)過檢測后，碎片重新組裝成原來的成分，即PID是不具破壞性的檢測器，不會對監(jiān)測點附近的氣體產(chǎn)生影響。由于可以檢測極低濃度的揮發(fā)性有機化合物和其它有毒氣體，PID在環(huán)境保護、痕量檢測和實時檢測污染等方面有著不可代替的優(yōu)越性。隨著PID技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,它已經(jīng)成為一種環(huán)境檢測領(lǐng)域的強有力的工具。
二、不同檢測器的比較
在地下水土壤修復以及環(huán)境檢測領(lǐng)域，常用的檢測器有很多種，通常根據(jù)不同的檢測要求以及使用條件進行選擇。根據(jù)不同的檢測原理，常用的檢測器可分為以下幾種：氫火焰監(jiān)測器（FID），熱導檢測器（TCD），電子捕獲檢測器（ECD），氬離子化檢測器（AID）以及光離子化檢測器（PID）。表1中對比了各種檢測器的性能特點。
展開 PID光離子化氣體傳感器方法檢測VOC
表1 VOC檢測方法
參數(shù)
GC-MS
GC-FID
PID
使用方式
氦氣瓶
氮氣瓶、氫氣瓶、空氣瓶
便攜式
重量
非常重
較重
很輕
尺寸
體積非常大
體積較大
很小
檢測范圍（ppm）
更寬
0～50000
0～10000
數(shù)據(jù)線性
全范圍線性較好
全范圍線性較好
低濃度線性良好
選擇性
無選擇性
無選擇性
低能量燈增加選擇性
檢測氣體
VOC氣體
VOC氣體
VOC氣體、某些無機氣體
樣品
破壞檢測
破壞檢測
無損檢測可回收
操作使用
極為復雜
較為復雜
簡便簡潔
檢測費用
極其高
高
極低
檢測速度
極其慢
慢
極快
3、什么是PID？
對于儀器分析的小伙伴，可能對GC-FID（氫火焰離子化檢測器）與GC-MS（氣質(zhì)聯(lián)用儀）使用更清楚，我們今天重點講一下PID（光離子化檢測器）。
光離子化氣體傳感器（簡稱PID）由紫外光源和氣室構(gòu)成。
展開 《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(jiān)測規(guī)范》正式發(fā)布并實施
2023年11月18日，由上海市環(huán)境監(jiān)測中心、上海市計量測試技術(shù)研究院、上海大學以及中華環(huán)保聯(lián)合會VOCs污染防治專業(yè)委員會等國內(nèi)近二十家權(quán)威科研院所、高等院校、行業(yè)協(xié)會和優(yōu)秀的儀器廠商聯(lián)手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(jiān)測規(guī)范》（T/ACEF 096—2023）（以下簡稱《標準》）已在全國團體標準信息平臺上正式發(fā)布并實施。
《標準》的意義
本標準的發(fā)布和實施標志著我國便攜式揮發(fā)性有機物光離子化檢測儀（PID）進入有標可依的新階段，填補了行業(yè)標準的空白。有利于推動便攜式監(jiān)測儀器行業(yè)的健康有序發(fā)展，以豐富揮發(fā)性有機物快速檢測的技術(shù)手段，支撐監(jiān)測執(zhí)法聯(lián)動等，有助于培育具有市場競爭力、國際影響力的儀器品牌發(fā)揮積極作用。
本標準的先進性體現(xiàn)在針對市場上便攜式揮發(fā)性有機物光離子化檢測儀（PID）品牌眾多、技術(shù)水平層次不齊、缺乏統(tǒng)一質(zhì)量控制要求的局面，在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，兼顧技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，規(guī)定了可行的設(shè)備性能指標及測試方法、質(zhì)控要求等。
《標準》規(guī)定了
本文件規(guī)定了便攜式揮發(fā)性有機物光離子化檢測儀的結(jié)構(gòu)組成、技術(shù)要求、檢測方法、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、注意事項等。
本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。
標準來源：https://www.ttbz.org.cn/Pdfs/Index/?ftype=st&pms=94475
關(guān)于PID光離子化氣體傳感器
光離子化氣體傳感器（Photo Ionization Detector）由紫外光源和氣室構(gòu)成。
展開 PID光離子化傳感器在鋰電池漏液快速檢測中的應(yīng)用
3、泄漏物質(zhì)檢測，電池一旦發(fā)生漏夜，其內(nèi)部的電解液會流到電池外，如果能夠敏感的檢測到電解液，就可以判斷電池是否發(fā)生漏液, 這種方法的局限性在于沒有成形的測試機構(gòu)，對電解液特別敏感，應(yīng)用較少，一般較多的使用PH試紙，石蕊試液等化學試劑。若能夠解決檢測電解液的方法問題，則是有前途的一種檢測手段。
在檢測方案設(shè)計之初，我們按照第三種方法進行開發(fā)，并將重點先確定在能夠檢測電解液的儀器開發(fā)上來，通過市場調(diào)研，我們了解到VOC檢測儀能夠?qū)τ袡C物很敏感，而電解液的主要成分也是有機物，因此存在重大的改善應(yīng)用機會。
VOC檢測儀介紹
綜合以上情況， VOC檢測儀( Volatile Organie Compounds )是利用一組光離子化傳感器PID ( photo ionization detector )對有機揮發(fā)組分進行檢測的儀器，用于微量VOC揮發(fā)檢測，主要應(yīng)用于環(huán)境檢測、室內(nèi)環(huán)境，安監(jiān)，工廠廢氣排放等行業(yè)。工作過程及原理是:通過內(nèi)置的空氣泵將待檢測環(huán)境的氣體吸人光離子化器中進行電離，電離有機氣體，并收集電離電壓，轉(zhuǎn)化成數(shù)字顯示出來，數(shù)值的大小反應(yīng)環(huán)境中的有機氣體的摩爾含量，一般單位為PPb、PPm。工采網(wǎng)推薦兩款檢測VOC氣體的PID光離子化傳感器PID-AH與PID-A1;PID-A1為大量程傳感器，其檢測范圍為100ppb~6000ppm,PID-AH則是一款量程小，靈敏度高的產(chǎn)品，其檢測范圍為1ppb到50ppm的VOC氣體。
方案設(shè)計原理路徑分析
1、VOC檢測儀對有機揮發(fā)氣體敏感度實驗測試
實驗分5個組別進行，測試對象分別為普通環(huán)境、極片車間、電解液氛圍、合格電池旁邊、漏液電池旁邊;測試儀顯示數(shù)值分別為: 0-一10PPb、500- - I 000PPb、5000PPm以上、0- -20PPb、50- 200PPb。
展開 
可用于微型氣相色譜儀的微型檢測器研究進展
近年來，隨著安全、環(huán)境、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域現(xiàn)場分析需求的不斷增長，分析儀器的微型化研究也日益迫切與重要。微型氣相色譜儀具有體積小、功耗低及制作和維護成本低等諸多優(yōu)點，被認為在提供有效的現(xiàn)場氣體分析解決方案方面具有巨大潛力。自上世紀以來, 該領(lǐng)域研究一直受到研究人員的廣泛關(guān)注。
天津大學屈賀冪、段學欣近期在Science China Materials上發(fā)表綜述文章，介紹微型氣相色譜儀，并著重對可用于微型氣相色譜的微型檢測器的最新研究進展進行總結(jié)。這些進展包括常規(guī)檢測器的小型化研究和新型微氣相色譜檢測器的研究。
作者首先就檢測器的幾個主要性能指標做了介紹，包括靈敏度、探測度、探測極限、噪聲問題以及動態(tài)范圍，這些都是檢測器的重要性能參數(shù)。
圖1 微型火焰離子化檢測儀
隨后，作者介紹了微型火焰離子化檢測儀?；鹧?em>離子化檢測儀，是一種高靈敏度通用型檢測器，它幾乎對所有的有機物都有響應(yīng)，而對無機物、惰性氣體或火焰中不解離的物質(zhì)等無響應(yīng)或響應(yīng)很小。FID的靈敏度比熱導檢測器高100~10000倍，檢測限達10~13 g/s，對溫度不敏感，響應(yīng)快，適合連接開管柱進行復雜樣品的分離，是氣體色譜檢測儀中對烴類靈敏度最好的一種手段。
微型熱導檢測儀是一種以傳統(tǒng)熱導檢測儀為基礎(chǔ)的小型化檢測器件。近年來，盡管在許多方面它已被更靈敏更專屬性的各種檢測器所取代，但是由于它具有結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，靈敏度適宜，線性范圍寬，對各種能作色譜的物質(zhì)都有響應(yīng)，最適合作微量分析（ppm級）。
圖2 光離子化檢測器
光離子化檢測器可以檢測極低濃度(ppm量級) 的揮發(fā)性有機化合物（VOC）和其它有毒氣體。因為在現(xiàn)實事故中檢測到的有害物質(zhì)基本上都以VOC為主，因而對VOC檢測具有極高靈敏度的光離子化檢測器就在應(yīng)急事故檢測中有著無法替代的用途。
展開 PID傳感器在天然氣行業(yè)加臭劑四氫噻吩監(jiān)測中的應(yīng)用
因此，建立一種能夠準確、快速、簡便地檢測天然氣中加臭劑濃度的分析方法，對于燃氣企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量控制和安全管理至關(guān)重要。
目前，用于檢測天然氣中加臭劑的方法主要包括感官測定法、化學分析法和儀器分析法。感官測定法主觀性強，精度差，僅能作為初步判斷?；瘜W分析法操作繁瑣，易受干擾。儀器分析法中，氣相色譜法（GC)因其高分離能力成為主流技術(shù)。傳統(tǒng)的GC檢測器用于加臭劑分析時存在一些局限性：氫火焰離子化檢測器(FID）對THT等含硫化合物靈敏度極低；火焰光度檢測器(FPD）對硫化合物靈敏度高，但需要氫氣和空氣，存在安全隱患，且響應(yīng)非線性，操作維護較為復雜;硫化學發(fā)光檢測器(SCD）靈敏度極高，但設(shè)備昂貴，運行成本高，維護要求苛刻，更適合于痕量總硫或形態(tài)硫分析，不便于常規(guī)快速檢測。
光離子化檢測器(PID）是一種高靈敏度、高選擇性的檢測器。其工作原理是利用高能紫外光照射被測組分，當光子能量高于該組分的電離能時，組分分子被電離產(chǎn)生正離子和電子，在電場作用下形成電流，電流強度與組分的濃度成正比。PID對芳香烴、含硫化合物、含氮化合物等具有高響應(yīng)，而對甲烷、乙烷等飽和烴響應(yīng)很弱。這一特性使得PID非常適用于復雜基質(zhì)（如天然氣）中痕量加臭劑的分析，因為天然氣主體成分（甲烷等）對檢測干擾極小。此外，PID傳感器無需燃燒氣體，安全環(huán)保，響應(yīng)線性范圍寬，啟動快，穩(wěn)定性好。
國家最新標準：《GB/T 46550.1-2025》
國家最新標準《GB/T 46550.1-2025 天然氣 加臭劑的測定 第1部分：用光離子化氣相色譜法測定四氫噻吩和無硫加臭劑含量》是由國家標準委于2025年12月2日發(fā)布，將于2026年7月1日起實施，旨在規(guī)范天然氣中特定加臭劑——四氫噻吩及無硫加臭劑濃度的檢測方法。
展開 新能源鋰電池制造：VOC泄漏檢測
傳統(tǒng)檢測方法難以精準識別0.1mm以下的微孔漏液，導致部分存在潛在漏液風險的電池流入市場。
光離子化檢測器（PID）傳感器技術(shù)，憑借其秒級響應(yīng)、ppb級精度與靈活布防能力，正成為新能源巨頭們構(gòu)建安全防線的新技術(shù)方案。
圖片 1 鋰電池生產(chǎn)包裝圖
一、鋰電池泄漏為何產(chǎn)生VOC氣體？
鋰電池VOC泄漏主要來源于其生產(chǎn)過程中的多個環(huán)節(jié)，包括正負極材料制備、電解液生產(chǎn)、涂布、注液、封裝、化成及測試等。具體VOC廢棄來源及成分如下：
正負極材料制備：此環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢氣主要含有粉塵、金屬氧化物以及有機溶劑揮發(fā)物(VOC)，如NMP（N-甲基吡咯烷酮）等。
電解液生產(chǎn)：電解液制備過程中會產(chǎn)生含有六氟磷酸鋰、碳酸酯類等有機溶劑的VOC，這些物質(zhì)具有刺激性氣味且易燃易爆。
涂布與注液：涂布過程中，漿料中的有機溶劑會揮發(fā)產(chǎn)生VOC；注液環(huán)節(jié)則可能因電解液泄漏或揮發(fā)而產(chǎn)生VOC。
封裝與化成：封裝過程中，電池殼體的密封性不良可能導致內(nèi)部氣體泄漏；化成過程中，電池內(nèi)部會發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生廢氣，如氫氣、氧氣以及少量有機物揮發(fā)。
測試環(huán)節(jié)：電池性能測試過程中，可能會因電池充放電而產(chǎn)生VOC，這些氣體中可能含有有機物、無機氣體以及顆粒物。
二、PID檢測鋰電池泄漏技術(shù)
光離子化檢測器（PID）傳感器成為鋰電池生產(chǎn)中 VOC 泄露檢測的變革性解決方案，PID傳感器的核心是一個高能紫外線（UV）光源。當 VOCs 進入傳感器的電離室時，UV 光源發(fā)出的高能光子會與有機分子發(fā)生相互作用。具體應(yīng)用原理可以查看什么是PID傳感器文章。超高檢測精度，檢測靈敏度高達1ppb，能夠精準捕捉細微至 0.01mm 級別的微孔漏液，將漏液檢測準確率提升至99.9%以上，徹底解決對微小漏液難以檢測的難題。
展開 加油站VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)中PID傳感器推薦
PID傳感器原理介紹
PID是一種光離子化檢測器，主要用來檢測濃度在1ppb-15000ppm數(shù)量級的低濃度揮發(fā)性有機化合物和其它的有毒氣體。PID是一個高度靈敏、適用范圍廣泛的檢測器。
PID使用了一個紫外燈（UV）光源將有機物分子電離成可被檢測器檢測到的正負離子（離子化）。檢測器捕捉到離子化了的氣體的正負電荷并將其轉(zhuǎn)化為電流信號實現(xiàn)氣體濃度的測量。當待測氣體吸收高能量的紫外光時，氣體分子受紫外光的激發(fā)暫時失去電子成為帶正電荷的離子。氣體離子在檢測器的電極上被檢測后，很快與電子結(jié)合重新組成原來的氣體和蒸氣分子。PID是一種非破壞性檢測器，它不會”燃燒”或永久性改變待測氣體分子，經(jīng)過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。
理論上，所有的化學物質(zhì)都能被離子化，但是它們被電離所需要的能量是不同的。能夠轉(zhuǎn)移一個電子和電離一個化合物的能量叫電離能，用電子伏特（eV）作為計量單位。紫外燈所發(fā)出的能量也可以用電子伏特來計量。如果某種氣體的電離能低于燈發(fā)出的能量那么這種氣體將被電離。可以被PID檢測的最主要的氣體或揮發(fā)物是大量的含碳原子的有機化合物（VOC）。包括：
芳香類：含有苯環(huán)的系列化合物，比如：苯、甲苯、乙苯、二甲苯等；
酮類和醛類：含有C=O鍵的化合物。比如：丙酮、丁酮、甲醛、乙醛等；
胺類和氨基化合物：含N的碳氫化合物。比如：二乙胺等；
鹵代烴類：如三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(PCE)等；
含硫有機物：甲硫醇、硫化物等；
不飽和烴類：丁二烯、異丁烯等；
飽和烴類：丁烷、辛烷等；
醇類：異丙醇(IPA)、乙醇等。
展開 氫氣發(fā)生器中氫氣泄漏檢測
相比之下，氫氣發(fā)生器是一種更安全的選擇，同時可以提供高純度的載氣（純度為99.9999%，無水分），足以同時供應(yīng)多個GC儀器。
揮發(fā)性有機化合物（VOCs）是指在室溫下沸點在50～260℃之間，且飽和蒸氣壓超過133.322Pa的易揮發(fā)性化合物。這些化合物的主要成分包括烴類、氧烴類、含鹵烴類、氮烴及硫烴類、低沸點的多環(huán)芳烴類等。VOCs是室內(nèi)外空氣中普遍存在且組成復雜的一類有機污染物。大多數(shù)VOCs不溶于水，可混溶于苯、醇、醚等多數(shù)有機溶劑。它們大多對皮膚、黏膜有刺激性，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用。其所表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用和具有的特殊氣味能導致人體呈現(xiàn)各種不良反應(yīng)。因此，研究環(huán)境中VOCs的存在、來源、分布規(guī)律、遷移轉(zhuǎn)化及其對人體健康的影響一直受到人們的重視，并且成為國內(nèi)外研究的焦點。
一、 揮發(fā)性有機物（VOC）檢測
揮發(fā)性有機物（VOC）檢測方法通常有PID檢測(光離子探測器)、 GC-MS（氣相色譜-質(zhì)譜檢測器法）和 GC-FID（氣相色譜-氫火焰離子檢測器法），三種方法對絕大部分烴類有良好響應(yīng)；GC-ECD（氣相色譜-電子捕獲檢測器法）主要為鹵代烴類檢測器，對鹵代烴有高靈敏度的響應(yīng)；GC-FPD（氣相色譜-火焰光度檢測器法）對含硫、磷的烴類有高選擇、高靈敏度的響應(yīng)。在上述檢測方法中，GC-FID，GC-FPD 都需用氫氣作為燃燒氣來生成檢測信號的離子化體。
二、VOC 監(jiān)測設(shè)備的氣源-氫氣發(fā)生器
VOC在線監(jiān)測根據(jù)采用傳感器的不同，可分為PID（光離子化檢測器）和FID（火焰離子化檢測器）。采用PID原理的VOC在線監(jiān)測設(shè)備體型小巧，結(jié)構(gòu)簡單，能測量更低濃度的VOC氣體；而采用FID原理的VOC在線監(jiān)測設(shè)備結(jié)構(gòu)相對復雜，技術(shù)難度更高，需要配備在線氫氣發(fā)生器等配件。
展開 VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)對比亞迪雨花工廠“異味”監(jiān)測
VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)中檢測VOCs氣體的PID傳感器，技術(shù)工程師推薦幾款檢測VOC氣體的PID傳感器：光電離子探測器（PHOTO IONIZATION DETECTORS）可以測量各種量程范圍的VOCs（可揮發(fā)性有機物）和一些有毒氣體。許多有害物質(zhì)原料都含有VOCs，PID由于其對VOCs的高靈敏度，成為有害物質(zhì)早期危險報警、泄漏監(jiān)測等不可缺少的實用工具。其中英國Alphasense PID氣體傳感器 VOC檢測傳感器 (小量程）PID-AH5可以測量(3ppb-40ppm)量程范圍的VOCs，英國Alphasense PID光離子氣體傳感器 VOC氣體傳感器 (中量程）PID-AR5可以測量(10ppb-200ppm)量程范圍的VOCs，PID光離子氣體傳感器 VOC氣體傳感器 (高靈敏度）PID-AY5可以測量(1.5ppb-20ppm)量程范圍的VOCs，PID傳感器 VOC氣體傳感器 大量程 PID-A15可以測量(100ppb-4000ppm)量程范圍的VOCs
PID傳感器原理介紹
PID是一種光離子化檢測器，主要用來檢測濃度在1ppb-15000ppm數(shù)量級的低濃度揮發(fā)性有機化合物和其它的有毒氣體。PID是一個高度靈敏、適用范圍廣泛的檢測器。
PID使用了一個紫外燈（UV）光源將有機物分子電離成可被檢測器檢測到的正負離子（離子化）。檢測器捕捉到離子化了的氣體的正負電荷并將其轉(zhuǎn)化為電流信號實現(xiàn)氣體濃度的測量。當待測氣體吸收高能量的紫外光時，氣體分子受紫外光的激發(fā)暫時失去電子成為帶正電荷的離子。氣體離子在檢測器的電極上被檢測后，很快與電子結(jié)合重新組成原來的氣體和蒸氣分子。PID是一種非破壞性檢測器，它不會”燃燒”或永久性改變待測氣體分子，經(jīng)過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。
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