廢氣或空氣中的VOCs被PID（photoionization detectors，光離子化檢測器）紫外燈（UV）光源離子化為可被檢測器檢測到的正負離子。在被檢測后，離子重新復合成為原來的氣體和蒸氣。因此PID是一種非破壞性檢測器，經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。

PID檢測器工作原理

圖1 PID檢測器工作原理

廢氣或空氣中的VOCs被PID（photoionization detectors，光離子化檢測器）紫外燈（UV）光源離子化為可被檢測器檢測到的正負離子。檢測器測量離子化了的氣體的電荷并將其轉化為電流信號，電流經放大后以模擬或者數字信號輸出，電流信號的大小和VOCs濃度呈正比。在被檢測后，離子重新復合成為原來的氣體和蒸氣。因此PID是一種非破壞性檢測器，經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。

PID檢測器氣體種類

圖2 不同化合物的電離能

PID檢測器可檢測到的氣體種類

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，需要依據目標物的電離能來選擇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。

PID檢測器準確性

1、PID檢測器定性能力

PID不具備化合物識別的能力，測量結果為可被電離燈電離的化合物總量（類似于總烴）。但由于PID不能電離甲烷，因此PID檢測結果為非甲烷總烴。由于PID對苯系物很強的電離能力，在FID標準發布之前也有串聯色譜監測苯的應用案例。

2、PID檢測器的定量能力

測量目標物之前需要依據目標物的電離能來選擇PID紫外燈，例如需要監測苯系物則可以選擇目前市場上常用的10.6eV能級（不能電離二氯甲烷和四氯化碳）的紫外燈。

采用PID檢測器校準不同化合物的最佳方法是使用目標氣體標氣來校準，但是這很難實現，因為這樣做需要配備各種有毒有害氣體。為了解決這個問題，引入了校正系數（CF）， 校正系數是 PID 對特定氣體敏感度的量度。使用校正系數，用戶可以通過單一校準氣體（接近大多數VOCs中電離點的異丁烯）測量大量化合物，用戶只需將儀器讀數（針對異丁烯校準）乘以校正系數即可獲得目標化合物的校正值。

3、PID檢測器準確度影響因素

1）無機氣體的干擾

硫化氫、一氧化氮、氨氣等無機氣體由于其電離電位低于紫外燈的電離能，PID傳感器也能對其產生響應，當環境中有以上無機氣體時，此時測量的TVOC還包含了無機氣體的濃度。

2）溫度的影響

溫度對PID電子元器件（電阻、電容、變壓器線圈）等產生影響，因此檢測器需要恒溫或者溫度補償，避免在高低溫實驗時偏差過大。

3）濕度的影響

低濕度情況下，PID傳感器會因為離子捕捉時遇到濕氣產生“假象”離子（電離部分水），導致測量濃度偏高，該現象難以完全避免，因此多數PID都有濕度補償功能；但濕度太高，水汽會附著在離子化室的內壁，造成陽極和陰極之間電導率增加，漏電流上升，因此很容易造成下雨天PID檢測器誤報警的情況發生。

下圖為干濕標氣實測結果，通過在樣氣流路中增加除濕器可以有效避免該情況發生。

圖3[1] 增加除濕器現場干濕標氣測試結果

PID檢測器優劣勢

1、優點

響應速度快（幾秒內響應），T90≤2min（受預處理影響）。

靈敏度高，可以檢測到ppb級別濃度的氣體。

不需要氫氣、壓縮空氣、氮氣等輔助氣體，現場使用方便。

可以做到本安級，適用于工業防爆區域。

2、缺點

UV燈屬于耗材，壽命受環境條件限制。

二氯甲烷和四氯化碳很難電離，甲烷、乙腈、氯乙烷、四氟化碳不能電離，因此在有以上氣體的環境中監測的TVOC并非實際TVOC，此時和FID原理測試的NMHC相比結果偏低。

硫化氫、一氧化氮、氨氣等無機氣體也可被PID的紫外燈電離，因此在以上環境中測量的結果也并非TVOC，此時和FID原理測試的NMHC相比結果偏高。

比對驗收工作繁瑣。比對驗收時需要借助園區固定站GC-FID數據，或者采用實驗室GC-MS來確定物質種類和濃度，并將物質濃度除以對應CF系數（受物質種類和設備品牌影響）的加和來和PID數據進行比對。涉及到PID有響應的無機氣體時，需要扣除這部分影響，比對測試工作復雜。

延伸閱讀：

日前，上海、江蘇、浙江和安徽等四個省市的生態環境部門統一組織編制了長江三角洲區域統一標準《工業園區揮發性有機物光離子化傳感器（PID）網格化監測技術規范》（征求意見稿）。

范圍

本文件規定了長江三角洲區域工業園區開展網格化布點，采用揮發性有機物傳感器監測系統，測定環境空氣及廢氣無組織排放揮發性有機物濃度的監測技術，包括方法原理、監測儀器性能、技術指標、質量控制和驗收。

本文件適用于生態環境監測部門、企業及環境科學研究部門等開展工業區揮發性有機物網格化監測工作。

本文件適用于光離子化檢測原理的揮發性有機物傳感器監測系統，其它原理傳感器參考執行。

編輯：李丹