環境監測之VOC在線監測掃盲之PID 和 FID的區別

2019-09-30 10:43:19 admin

光離子化檢測器（簡稱 PID）和火焰離子化檢測器（簡稱 FID）是對低濃度氣體和有機蒸汽具有很好靈敏度的檢測器，優化的配置可以檢測不同的氣體和有機蒸汽。這兩種技術都能檢測到 ppm水平的濃度，但是它們所采用的是不同的檢測方法。每種檢測技術都有它的優點和不足，針對特殊的應用就要選用最適合的檢測技術來檢測。總的來說，PID 體積小巧、重量輕、使用簡單，因此它具有很好的便攜性能。
PID 和 FID 的工作方式
PID 是采用一個紫外燈來離子化樣品氣體，從而檢測其濃度。當樣品分子吸收到高紫外線能量時，分子被電離成帶正負電荷的離子，這些離子被電荷傳感器感受到，形成電流信號。紫外線電離的只是小部分 VOC分子，因此在電離后它們還能結合成完整的分子，以便對樣品做進一步的分析。
FID 是采用氫火焰的辦法將樣品氣體進行電離，這些電離的離子可以很容易的被電極檢測到，這些樣氣被完全的燒盡。因此 FID 的檢測對樣品是有破壞性的，檢測完畢后排出的樣品是不能在用來做進一步分析。
為何 PID 和 FID 的讀數不一樣？
因為 PID 和 FID 有不同的靈敏度，且是用不同的氣體來標定的。
PID 對不同氣體的靈敏度排列
芳香族化合物和碘化物 > 石蠟、酮、醚、胺、硫化物 > 酯、醛、醇、脂肪 >鹵化脂、乙烷 > 甲烷（沒響應）。
FID 對不同氣體的靈敏度排列
芳香族化合物和長鏈化合物 > 短鏈化合物（甲烷等）> 氯、溴和碘及其化合物。
因此在同樣的氣流情況下，我們同時用 PID 和 FID來檢測會得到不同的數據。總的來講， PID 是對官能團的一個響應，FID 是對碳鏈的響應。只有像丙烷、異丁烯、丙酮這樣的分子，PID 和 FID對它們的響應靈敏度十分相近，另外，使用不同的 PID 燈還會有不同的靈敏度。例如丁醇在 9.8、10.6 和 11.6eV的燈下靈敏度分別為 1、15、50。此外，多數現場使用的便攜式FID 有一個火焰隔絕裝置，控制火焰，使傳感器具有防爆性能。當有大分子緩慢擴散到 FID 的傳感器時往往補償了響應的不足，而 PID 可通過選擇不同能量的燈來避免一些化合物的干擾，或者選擇最高能量的燈來檢測最廣譜的化合物，因此可以說 FID 與 PID 相比是一個更廣譜的檢測器它沒有任何選擇性。
甲烷的響應和干擾
FID 常用甲烷來標定，但是 PID 對甲烷沒有任何的響應，需要有一個 12.6eV的紫外光源才能將甲烷離子化，目前 PID 是不能做到的。因此 FID 是檢測天然氣（主要有甲烷組成）的有利武器。另一方面，PID 能很好的檢測垃圾填埋場的有毒 VOC，如果用 FID 來檢測垃圾填埋場的VOC那么現場的甲烷氣體會對 FID 產生極大的干擾。
兩者的檢測極限、范圍和線性
FID能檢測1-50000ppm；PID能檢測1ppb-4000ppm或0.1ppm-10000ppm的VOC，PID可以檢測更低濃度的VOC，在高濃度 (>1000ppm) 情況下，FID有更好的線性。
高濕度
一般情況，濕度對 FID 沒有任何影響，因為火焰能將濕度清除，除非有水直接進入到傳感器中。PID 在高濕度情況下會降低響應，通過對傳感器的清理和維護可以避免因濕度產生的滯后響應。
惰性氣體
PID 能在像氮氣或氬氣的惰性氣體環境中直接檢測 VOC，響應不會隨惰性氣體濃度的變化有任何的影響。FID 的工作原理要求有固定濃度的氧氣存在，便攜式FID 的氧氣來源通常是來自樣品氣體。因此，如果要測量一個管道或容器內的穩定氣體時，FID 就要采用周圍的氧氣來稀釋樣品后才能成功檢測。
使用方便
PID往往比FID體積小，重量輕，結構簡單。FID還要求配備氫氣瓶，在運輸和使用過程中帶來了一定的安全隱患。而PID在重污染區域內使用需要我們對燈和傳感器進行清潔。
PID和FID性能對照表