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PID检测原理的VOC传感器在环境应急事故中的应用

光离子化检测器(Photo Ionization Detectors,简称PID)可以检测极低浓度(0-2000 ppm) 的挥发性有机化合物(VOC,Volatile Organic Compounds)和其它有毒气体。很多发生事故的有害物质都是VOC,因而对VOC检测具有极高灵敏度的PID就在环境应急事故检测中有着无法替代的用途:

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一般意义上的VOC到底包括哪些物质?

从某种意义上讲,VOC是保证工业的发展的化学物质,包括:

有机化学物质(主要的应急事故)
润滑、油脂、脱脂剂
燃料、油料
溶剂、涂料、塑料和树脂

为什么不使用LEL检测器?

很多VOC确实是易燃物质并且可以被应用于很多多气体检测器中配备的LEL(LowerExplosive Limit)或称易燃易爆气体检测器所检测到。但是,由于LEL传感器的较低的灵敏度还不足以确认毒性而无法应用于应急事故之中。

换句话说,LEL传感器检测的是爆炸性而非毒性。

1) LEL传感器检测的是爆炸性而非毒性。

LEL传感器测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1,400 ppm的汽油,1% LEL是140 ppm的汽油。140 ppm是LEL传感器可以检测到的较小的汽油蒸气量。汽油的TWA值(时间加权平均值)是300 ppm 而其STEL(短期暴露水平)是500 ppm,这些,再加上LEL传感器的较差的分辨率都说明LEL不适合于检测汽油泄露。LEL传感器测量的是爆炸性而不是毒性。实际上,很多VOC(有机化合物)即使在其浓度远远低于LEL传感器灵敏度时就已经具有了很大的毒性。

2) LEL 传感器是专用于测量甲烷气体的。

LEL传感器是专门用于解决测量煤矿中甲烷浓度问题的。大多数的LEL传感器都采用测量易燃气体在催化极上燃烧产生热量的惠斯通电桥的原理。此时,温度升高引起电阻的变化,仪器对其进行测量并转化为% LEL。

3) LEL传感器的局限性:

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两种基理影响着LEL传感器的性能并影响着它们有效地测量非甲烷气体:

气体在燃烧时的热量输出不同

"较重的" 碳氢化合物蒸气更难一些扩散到LEL传感器上所以其热量输出也低一些。

有些气体燃烧产生热量较多而另一些可能相对小一些。这些物理性质的不同导致了使用LEL传感器时的不便。比如100% LEL甲烷(5%体积甲烷) 产生的热量就相当于100%LEL丙烷(2.0%体积)的两倍。

有些"较重的"碳氢化合物可能很难扩散通过LEL传感器的防火屏蔽金属网。在LEL传感器上,这个网是用来避免传感器本身回火引燃环境并允许如甲烷、丙烷和乙烷等通过到达传感器的惠斯通桥的电极表面。然而,如汽油、煤油、溶剂等扩散通过这个网的速度较慢,因而到达电桥的量也少,也即输出较低。

4) 惠斯通电桥式的LEL传感器的灵敏度是以甲烷为代表的。

根据下表,汽油在惠斯通电桥上产生的热量大约是甲烷的一半。因此,其产生的信号也是甲烷的一半。如果用甲烷标定的LEL检测汽油蒸气,仪器显示的读数就是实际浓度的一半。例如,在甲烷标定的情况下,如果LEL显示空气中汽油混合物的50% LEL,实际的由于一半输出,LEL就大约是100%

当然,LEL的读数可以用你所测量的气体进行校正。比如,上表表明,丙烷的响应更接近于大多数的VOC,因此也有很多的制造商用丙烷校正他们的仪器。也可以在仪器用甲烷校正后使用校正系数进行待测气体校正,即以电方法来使得仪器得到正确的读数。由于甲烷是先到达传感器表面,所以用甲烷进行校正更适合于这类仪器。然而,即使使用了合适的校正系数,LEL传感器还是因为缺乏足够的测量PPM量级的灵敏度而无法进行VOC的毒性测量。

工采网小编给大家介绍两款PID检测原理的VOC传感器:

英国alphasense PID光离子气体传感器/TVOC检测传感器(小量程)

PID光离子气体传感器/TVOC检测传感器PID-AH

PID-AH光离子气体传感器较低可以检测1ppb的VOC气体,可以检测2000多种不同的VOC气体,许多有害物质原料都含有VOC,PID由于其对VOC的高灵敏度,成为有害物质早期危险报警、泄漏监测等不可缺少的实用工具。非常适合环境空气质量监测系统和仪器。

英国alphasense 光离子PID气体传感器/TVOC传感器(大量程)

PID气体传感器/TVOC传感器PID-A1:

PID气体传感器PID-A1是大量程的PID传感器,是VOC检测专用气体传感器,较高可以检测6000ppm的VOC气体,4系大小,非常适合化工、石油等工业领域的应用。

 

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