光離子化檢測的案例
《便攜式揮發性有機物光離子化檢測儀（PID）技術要求及監測規范》正式發布并實施
2023年11月18日，由上海市環境監測中心、上海市計量測試技術研究院、上海大學以及中華環保聯合會VOCs污染防治專業委員會等國內近二十家權威科研院所、高等院校、行業協會和優秀的儀器廠商聯手起草制定的全國性團體標準《便攜式揮發性有機物光離子化檢測儀（PID）技術要求及監測規范》（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布并實施。
《標準》的意義
本標準的發布和實施標志著我國便攜式揮發性有機物光離子化檢測儀（PID）進入有標可依的新階段，填補了行業標準的空白。有利于推動便攜式監測儀器行業的健康有序發展，以豐富揮發性有機物快速檢測的技術手段，支撐監測執法聯動等，有助于培育具有市場競爭力、國際影響力的儀器品牌發揮積極作用。
本標準的先進性體現在針對市場上便攜式揮發性有機物光離子化檢測儀（PID）品牌眾多、技術水平層次不齊、缺乏統一質量控制要求的局面，在大量實驗數據的基礎上，兼顧技術現狀和發展趨勢，規定了可行的設備性能指標及測試方法、質控要求等。
《標準》規定了
本文件規定了便攜式揮發性有機物光離子化檢測儀的結構組成、技術要求、檢測方法、質量保證和質量控制、注意事項等。
本文件適用于基于光離子化檢測器技術的便攜式揮發性有機物檢測儀開展環境空氣中揮發性有機物的檢測，也適用于常溫低濕度廢氣中揮發性有機物的檢測。
標準來源：https://www.ttbz.org.cn/Pdfs/Index/?ftype=st&pms=94475
關于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成。
展開 PID光離子傳感器用于土壤及地下水揮發性污染物檢測
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(這些物質的電離能大于11 eV)，對檢測結果沒有干擾。由于光離子化技術環保且高效，同時符合檢測器微型化的發展方向，近年來光離子化檢測器愈發受到研究者的青睞。
光離子化檢測器一個最顯著的優點就是氣體進入檢測器后，發生電離被破壞成帶電的碎片，產生微電流經過檢測后，碎片重新組裝成原來的成分，即PID是不具破壞性的檢測器，不會對監測點附近的氣體產生影響。由于可以檢測極低濃度的揮發性有機化合物和其它有毒氣體，PID在環境保護、痕量檢測和實時檢測污染等方面有著不可代替的優越性。隨著PID技術的不斷發展與完善,它已經成為一種環境檢測領域的強有力的工具。
二、不同檢測器的比較
在地下水土壤修復以及環境檢測領域，常用的檢測器有很多種，通常根據不同的檢測要求以及使用條件進行選擇。根據不同的檢測原理，常用的檢測器可分為以下幾種：氫火焰監測器（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
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
數據線性
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（氣質聯用儀）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成。
展開 PID光離子化傳感器在鋰電池漏液快速檢測中的應用
3、泄漏物質檢測，電池一旦發生漏夜，其內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生漏液, 這種方法的局限性在于沒有成形的測試機構，對電解液特別敏感，應用較少，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。
在檢測方案設計之初，我們按照第三種方法進行開發，并將重點先確定在能夠檢測電解液的儀器開發上來，通過市場調研，我們了解到VOC檢測儀能夠對有機物很敏感，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 )對有機揮發組分進行檢測的儀器，用于微量VOC揮發檢測，主要應用于環境檢測、室內環境，安監，工廠廢氣排放等行業。工作過程及原理是:通過內置的空氣泵將待檢測環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，轉化成數字顯示出來，數值的大小反應環境中的有機氣體的摩爾含量，一般單位為PPb、PPm。工采網推薦兩款檢測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，靈敏度高的產品，其檢測范圍為1ppb到50ppm的VOC氣體。
方案設計原理路徑分析
1、VOC檢測儀對有機揮發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、環境、醫療衛生等領域現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點，被認為在提供有效的現場氣體分析解決方案方面具有巨大潛力。自上世紀以來, 該領域研究一直受到研究人員的廣泛關注。
天津大學屈賀冪、段學欣近期在Science China Materials上發表綜述文章，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。這些進展包括常規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、噪聲問題以及動態范圍，這些都是檢測器的重要性能參數。
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，而對無機物、惰性氣體或火焰中不解離的物質等無響應或響應很小。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熱導檢測儀為基礎的小型化檢測器件。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，但是由于它具有結構簡單，性能穩定，靈敏度適宜，線性范圍寬，對各種能作色譜的物質都有響應，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) 的揮發性有機化合物（VOC）和其它有毒氣體。因為在現實事故中檢測到的有害物質基本上都以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急事故檢測中有著無法替代的用途。
展開 新能源鋰電池制造：VOC泄漏檢測
圖片2 PID檢測原理圖
高效適配產線：設備集成化設計與自動化檢測流程，完美契合客戶產線大批量生產需求，單塊電池檢測時間僅需5秒，配合快速上下料系統，極大提升生產效率，降低人力成本。
無損檢測保障：作為非破壞性檢測器，在檢測過程中不會對電池造成任何損傷，確保電池性能與使用壽命不受影響，同時避免因檢測操作不當導致的額外成本損失。
穩定可靠的性能：設備GRR(測量系統重復性和再現性)小于10%，具備出色的穩定性與一致性，長期運行無故障，為客戶提供可靠的質量檢測保障。
三、如何使用PID檢測？
在電池生產線上設置專門的檢測工位，將待檢電池快速放置于檢測設備治具中，一鍵啟動檢測程序。設備自動對電池進行密封包裹，利用光離子化檢測(PID)技術，通過紫外燈照射電池內部空間，將泄漏的電解液揮發產生的揮發性有機化合物(VOCs)電離成離子，形成微弱電流信號，經放大與線性處理后，迅速得出VOC濃度值，精準判斷電池是否存在漏液情況，整個檢測過程僅需數秒。
圖片3 鋰電池生產VOC泄漏檢測圖
四、總結
PID檢測新能源鋰電泄漏是目前最優的解決方案，PID檢測儀可以做成小型便捷式，靈活的放置在各個角落，更精準監測鋰電池生產過程中VOC泄漏。比FID技術響應時間更快、體積更小。PID檢測方案投入到鋰電池VOC 漏液后，客戶電池產品的漏液不良率可以從原先的3%大幅降至0.1%以下，有效減少售后召回與維修成本，提升產品市場競爭力。隨著固態電池量產臨近，新型聚合物溶劑（如PEGDME）的監測需求將產生PID技術新一輪升級。
對于新能源鋰電池泄漏的VOC濃度檢測的PID傳感器，工采網代理的PID氣體傳感器產品組合提供市場領先的光電離技術，能夠檢測極低水平（1ppb）的揮發性有機化合物氣體。
展開 PID傳感器在天然氣行業加臭劑四氫噻吩監測中的應用
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，對于燃氣企業的生產調度、質量控制和安全管理至關重要。
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。化學分析法操作繁瑣，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。傳統的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，且響應非線性，操作維護較為復雜;硫化學發光檢測器(SCD）靈敏度極高，但設備昂貴，運行成本高，維護要求苛刻，更適合于痕量總硫或形態硫分析，不便于常規快速檢測。
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，而對甲烷、乙烷等飽和烴響應很弱。這一特性使得PID非常適用于復雜基質（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，安全環保，響應線性范圍寬，啟動快，穩定性好。
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日發布，將于2026年7月1日起實施，旨在規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 加油站VOC在線監測系統中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數量級的低濃度揮發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化為電流信號實現氣體濃度的測量。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 氫氣發生器中氫氣泄漏檢測
一、 揮發性有機物（VOC）檢測
揮發性有機物（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；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；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。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 監測設備的氣源-氫氣發生器
VOC在線監測根據采用傳感器的不同，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在線監測設備體型小巧，結構簡單，能測量更低濃度的VOC氣體；而采用FID原理的VOC在線監測設備結構相對復雜，技術難度更高，需要配備在線氫氣發生器等配件。
氫氣鋼瓶通常不作為在線 VOC 監測設備的氣源，因為鋼瓶氫氣屬于危險化學品，操作需取得相關資質。監測站點通常無人值守，一旦發生氫氣泄漏容易發生燃燒爆炸等嚴重事故。部分站點偏遠，運輸成本高昂（普通車輛不能運輸危化品）。基于以上因素的考慮，滿足以下要求的氫氣發生器可作為在線VOC 監測設備的理想氣源：
①產氣量充足（通常 GC 用氣量在 100 mL/min 以下）；
②產生氣體純度高，通常大于 99.99%，采用 SPE 膜電解法產生的氫氣純度可達到 99.999%.
同時，氫氣發生器相比鋼瓶氣具備以下優勢：
①無氫氣泄漏危險，漏氣時氫氣發生器監測會自動停止工作以防止事故發生；
②設備體積小，電解水只消耗純水或堿液，使用成本低；
③可遠程監控氫氣發生器的工作狀態。
展開 VOCs在線監測系統對比亞迪雨花工廠“異味”監測
VOCs在線監測系統中檢測VOCs氣體的PID傳感器，技術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（可揮發性有機物）和一些有毒氣體。許多有害物質原料都含有VOCs，PID由于其對VOCs的高靈敏度，成為有害物質早期危險報警、泄漏監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數量級的低濃度揮發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化為電流信號實現氣體濃度的測量。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，經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。
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