1、什么是VOC?
VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫,是在室溫以氣態(tài)分子的形態(tài)排放到空氣中的所有有機(jī)化合物的總稱。VOC 所涵蓋的有機(jī)物種類繁多而且其組成成分多樣,主要有:氯化物、苯類化合物、氟利昂化合物、有機(jī)醇、有機(jī)酮、有機(jī)醚、有機(jī)醛、有機(jī)酯、有機(jī)胺、有機(jī)酸以及石油烴化合物等。VOC及所形成的二次污染物不僅本身具有較強(qiáng)毒性對人們的健康帶來負(fù)面影響,而且VOC作為臭氧和PM2.5的前體也影響著大氣質(zhì)量,是復(fù)合型空氣污染的主要“貢獻(xiàn)者“之一。
2、VOC的檢測方法
檢測VOC常見的方法有PID檢測、GC-FID及GC-MS檢測,其中GC-FID和GC-MS都是用來檢測VOC氣體總值的,在混合氣體環(huán)境中不能檢測出單獨(dú)某一種VOC氣體。GC-FID與GC-MS也可以測出具體某一種VOC氣體成分,但價格昂貴,且體積大。其中PID傳感器體積小、價格低廉、工作條件簡單、能耗低,更適合作為便攜式檢測器。
表1 VOC檢測方法
參數(shù) | GC-MS | GC-FID | PID |
使用方式 | 氦氣瓶 | 氮?dú)馄?、氫氣瓶、空氣?/span> | 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(jī)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(fù)雜 | 較為復(fù)雜 | 簡便簡潔 |
檢測費(fèi)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(diǎn)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。PID 中激發(fā)待測氣體離子化的源頭就是電離室中的紫外燈,被測氣體到達(dá)氣室后,被紫外燈發(fā)射的紫外光電離產(chǎn)生電荷流,氣體濃度和電荷流的大小正相關(guān),測量電荷流即可測得氣體濃度。紫外發(fā)光原理與日光燈管相同,只是頻率高,能量大。
圖1 PID傳感器結(jié)構(gòu)
PID工作原理:
圖2 PID傳感器工作原理
4、PID傳感器類型與品牌調(diào)研
PID傳感器可以按照紫外燈能量、壽命及檢測氣體分類,主要可以分為以下類型。
紫外燈能量(eV) | 9.6eV | 10.6eV | 11.6eV |
紫外燈壽命 | 6個月 | 12~24個月 | 6個月 |
檢測氣體種類 | 114 | 250 | 300 |
在VOC快檢領(lǐng)域, PID傳感器品牌幾乎都是進(jìn)口儀器公司,國產(chǎn)采用PID技術(shù)的檢測設(shè)備僅鎂匯科技一家企業(yè)。
表3 PID傳感器品牌
品牌 | 典型產(chǎn)品 |
英國阿爾法Alphasense | PID-A1 |
英國離子科學(xué)Ion Science Ltd. | FirstCheck F Ex6000,世界上*PPB級PID檢測器的多組分氣體檢測儀 |
美國貝斯蘭Baseline–MOCON | PID-TECH FirstCheck F Ex6000 |
MeiHui鎂匯科技 | PID-GH,專注PID研發(fā)可替代進(jìn)口品牌PID配件 |
5、PID的國產(chǎn)替代
通過分析比對,可以看出采用PID技術(shù)的檢測設(shè)備與動輒花費(fèi)大幾十萬的GC-FID、GC-MS相比,具有明顯的優(yōu)勢,不但便攜快捷而且設(shè)備成本低。
表4 國產(chǎn)配件與進(jìn)口配件對比
類型 | 價格 | 貨期 | 特點(diǎn) |
進(jìn)口配件 | 國產(chǎn)3~5倍 | 15~90天 | 更新?lián)Q代快 |
國產(chǎn)配件 | 進(jìn)口1/3~1/5 | 2~5天 | 精準(zhǔn)定制 |
進(jìn)口儀器進(jìn)口備件具有價格貴、費(fèi)用高、購買周期長。一旦PID的氘燈損壞或者其他配件缺失,將存在一定時間的空白等待期,將會嚴(yán)重影響到VOC檢測工作的檢測進(jìn)度。解決辦法無外乎有兩個:
1、增加進(jìn)口配件的儲備與存儲,但會增加資源浪費(fèi)與資金壓力;
2、尋找進(jìn)口配件的國產(chǎn)可替代化。
6、PID進(jìn)口替代優(yōu)選之品
鎂匯科技PID-GHSensor的外型設(shè)計可以與主要品牌的PID傳感器進(jìn)行互換,其可以安裝在任何便攜式和固定氣體檢測儀??蛇M(jìn)口替代相同規(guī)格的PID傳感器光源與其他易損配件。
圖3 0~200ppmPID的線性范圍
其不同配件的測量范圍最小為0-2ppm,檢出限0.5ppb。最大測量范圍0-10000ppm,最小檢出限為1000ppb。傳感器使用壽命一般為3年,質(zhì)保2年。氘燈能量為10.6eV,紫外燈管壽命6000h。其他配件一年,并且提供其他配件的購買。
圖4 PID主要配件圖
綜上所述,目前國內(nèi)PID氣體傳感器有了較大發(fā)展,對已知?dú)怏w可以實現(xiàn)快速實時檢測,有著廣泛的應(yīng)用前景。
轉(zhuǎn)載自公眾號:實驗室儀器分析
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