Фотоионизационный

Фотоионизационный детектор (PID): Универсальный инструмент для обнаружения летучих органических соединений (ЛОС)

В мире промышленной безопасности, экологического контроля и оценки качества воздуха фотоионизационный детектор (PID) занимает особое место. Этот портативный прибор является незаменимым инструментом для быстрого и чувствительного обнаружения широкого спектра летучих органических соединений (ЛОС) и некоторых неорганических газов там, где другие методы могут быть менее эффективны. В отличие от течеискателей, настроенных на конкретные газы (как ИК-приборы для фреона), PID – это универсальный "газовый детектор широкого профиля", основанный на принципе ионизации молекул ультрафиолетовым светом.

УФ-Свет и Ионизация

Ключевая "магия" PID кроется в способности ультрафиолетового света выбивать электроны из молекул газа. Вот как это происходит:

Ультрафиолетовая лампа (ИИ): Сердце прибора – мощная миниатюрная УФ-лампа. Она генерирует фотоны высокой энергии (обычно в диапазонах 10.6 эВ, 10.0 эВ или 11.7 эВ). Энергия фотона (эВ) определяет, какие газы может обнаружить прибор.
Ионизационная камера: Газовая проба (воздух из проверяемой зоны) всасывается насосом в ионизационную камеру.
Процесс фотоионизации: Молекулы газа, попадая в камеру, облучаются УФ-светом. Если энергия ионизации (ЭИ) молекулы газа ниже энергии фотона УФ-лампы, фотон выбивает электрон из молекулы.

Молекула становится положительно заряженным ионом (Молекула + hν → Молекула⁺ + e⁻).

Сбор заряда: В камере находятся два электрода (анод и катод), между которыми приложено напряжение. Положительные ионы притягиваются к катоду, а освободившиеся электроны – к аноду.
Измерение тока: Движение заряженных частиц создает электрический ток. Сила этого тока прямо пропорциональна концентрации ионизированных молекул газа в камере.
Обработка сигнала и индикация: Электроника прибора измеряет ток, усиливает его и преобразует в показания концентрации, обычно в частях на миллион (ppm) или частях на миллиард (ppb).

Прибор сигнализирует о наличии газа:

Звуком: Изменение тона или частоты.
Светом: Светодиодная шкала или цифровой дисплей (показывает концентрацию в ppm/ppb).
Вибрацией.

Что обнаруживает PID? Основные типы газов и соединений

PID исключительно эффективен для обнаружения летучих органических соединений (ЛОС) и некоторых неорганических газов с энергией ионизации ниже энергии УФ-лампы:

Ароматические углеводороды: Бензол, толуол, ксилолы (BTEX), стирол.
Кетоны и Альдегиды: Ацетон, метилэтилкетон (МЭК), формальдегид, ацетальдегид.
Амины и Амиды: Анилин, пиридин.
Серосодержащие соединения: Сероуглерод, меркаптаны.
Непредельные углеводороды: Бутадиен, изобутилен.
Органические галогениды: Винилхлорид, трихлорэтилен (TCE), перхлорэтилен (PCE), хлорбензол.
Спирты и Гликоли: Изопропанол (IPA), этиленгликоль.
Некоторые неорганические газы: Аммиак (NH₃), фосфин (PH₃), арсин (AsH₃), сероводород (H₂S) – часто с меньшей чувствительностью или требующие специфических ламп.
Пары нефтепродуктов: Бензин, дизельное топливо, керосин, растворители.
Важно: PID НЕ обнаруживает:
Радиоактивные газы (радон).
Горючие газы без ЛОС-компонентов (метан CH₄, пропан C₃H₈ – их ЭИ выше 10.6-11.7 эВ).
Асфиксианты (азот N₂, кислород O₂, углекислый газ CO₂).
Кислотные газы (хлор Cl₂, фтор F₂ – могут повредить лампу/сенсор).

Ключевые преимущества PID-Технологии

Высокая чувствительность: Способен обнаруживать очень низкие концентрации ЛОС – вплоть до ppb (частей на миллиард). Идеален для оценки ПДК в рабочих зонах.
Широкий спектр обнаружения: Один прибор может детектировать тысячи различных ЛОС, что делает его универсальным инструментом для множества задач.
Быстрый отклик: Реальное время измерения – секунды. Позволяет оперативно сканировать большие площади или проводить точечные замеры.
Портативность и простота использования: Современные PID компактны, легки и интуитивно понятны в эксплуатации.
Не разрушает пробу: Газ после измерения возвращается в атмосферу неизменным (неразрушающий метод).
Количественные и полуколичественные Измерения: Показывает концентрацию в ppm/ppb, что позволяет оценивать уровень опасности и сравнивать результаты.

Основные сферы применения PID-Детекторов

Промышленная гигиена и безопасность труда:
Мониторинг концентраций ЛОС на рабочих местах (окрасочные цеха, химические производства, нефтепереработка, типографии).
Контроль за соблюдением ПДК (предельно допустимых концентраций).
Обнаружение утечек технологических газов и паров растворителей.

Аварийно-спасательные работы (АСР) и опасные грузы (HazMat):
Быстрая оценка химической обстановки при разливах ЛОС, пожарах, авариях на транспорте.
Идентификация неизвестных летучих веществ.
Определение границ опасной зоны.

Экологический мониторинг и рекультивация:
Обследование загрязненных почв и грунтовых вод (пары ЛОС).
Контроль выбросов на предприятиях.
Мониторинг качества воздуха в жилых зонах, рядом с промплощадками, на свалках.
Поиск подземных утечек из резервуаров АЗС и трубопроводов (пары топлива, BTEX).

Оценка чистоты помещений и контроль качества воздуха:
Обнаружение остаточных растворителей после ремонта, покраски, химчистки.
Контроль эффективности вентиляции.
Выявление источников неприятных запахов.

Горнодобывающая и нефтегазовая промышленность:
Обнаружение ЛОС в зонах добычи, переработки и транспортировки нефти и газа.
Мониторинг на буровых установках, НПЗ, нефтебазах

Выбор PID-Детектора: На что обратить внимание?

Энергия УФ-лампы (эВ): Определяет спектр обнаруживаемых газов.

10.6 эВ: Самый распространенный тип. Обнаруживает большинство ЛОС (ароматику, кетоны, хлорированные растворители), кроме легких газов (метан, этан) и формальдегида.
11.7 эВ: Обнаруживает формальдегид, винилхлорид, 1,3-бутадиен, окись этилена, метан (с ограничениями). Лампы дороже и имеют меньший срок службы.
9.8 эВ / 10.0 эВ: Для селективного обнаружения соединений с низкой ЭИ (например, сероводород, аммиак) или для работы в средах с высоким фоном ЛОС.

Диапазон измерений: Минимальный (порог чувствительности, ppb) и максимальный (верхний предел, ppm) уровни концентрации, которые может измерить прибор.
Чувствительность и разрешение: Способность надежно измерять малые концентрации (ppb) и различать близкие значения.
Тип детектора: Чувствительность и стабильность сенсора тока.
Наличие и качество дисплея: Четкое отображение концентрации (ppm/ppb), шкалы, параметров.
Функциональность:

Регистрация данных (Data Logging).
Возможность калибровки по нескольким газам (изобутилен, пентан, пропан).
Сигнализация пороговых значений (STEL, TWA).
Подсветка.
Взрывозащита (ATEX, IECEx) для опасных зон.

Срок cлужбы лампы: Важный фактор стоимости эксплуатации (обычно 1000-5000 часов).
Пылевлагозащита (IP-рейтинг).
Автономность работы.

Ограничения и Особенности Эксплуатации PID

Не селективность: PID показывает суммарную концентрацию всех присутствующих ЛОС с ЭИ ниже энергии лампы. Он не различает отдельные вещества. Для идентификации нужны дополнительные методы (газовая хроматография).
Влияние влажности и температуры: Высокая влажность может снижать показания. Требуется учет поправок или использование приборов с компенсацией.
Загрязнение лампы и датчика: Пыль, грязь, силиконы, тяжелые углеводороды могут осаждаться на лампе или в камере, снижая чувствительность. Требуется регулярная очистка.
"Отравление" датчика: Очень высокие концентрации ЛОС или воздействие сильнокоррозионных газов (хлор, кислоты) могут повредить сенсор или лампу.
Необходимость калибровки: Требует регулярной калибровки (обычно раз в месяц или чаще) с использованием калибровочного газа (чаще всего изобутилен). Чувствительность к разным газам различается ("фактор отклика"), что нужно учитывать при измерениях.
Не Обнаружает ключевые горючие газы: Метан, пропан, водород не обнаруживаются стандартными 10.6 эВ лампами.

PID – идеальный выбор, когда вам нужно быстро, чувствительно и универсально обнаруживать летучие органические соединения в воздухе для целей безопасности, экологии или контроля процессов. Для поиска утечек конкретных газов (фреонов, метана) или измерения горючести нужны другие инструменты.

Наши контакты

‭+7 (812) 982-0188
info@foursp.ru
г. Санкт-Петербург, вн. Тер. г. Муниципальный округ Народный, ул. Новоселов, д.8, лит. А, оф. 691/1