PID光离子传感器选型指南
光离子检测仪(PID)原理与应用

光离子检测仪(PID)原理与应用光离子技术原理光离子检测仪(以下简称PID)能有效地用于多种危害物质的检测 ,最大程度保护使用者的安全。
市面上检测危害物质的方法有很多种,和其它方法比较起来,PID原理具有响应速度快、操作简单、维护方便、体积小巧及检测精度高等优势,经常用于检测挥发性有机化合物(VOCs)。
PID检测仪采用光致电离的原理来检测气体,当PID灯照射到待检测气体时,气体吸收能量被激活产生离子游动,失去电子(e-)的物质变成带正电荷的离子,这个过程被称之为电离作用,下图可以帮助我们理解光致电离的过程。
大多数元素和化合物都可以被离子化,但所需能量有所不同,而这种将化合物离子化的能量被称之为”电离能”(IP),它以电子伏特(eV)为计量单位,对于气体和蒸汽来说,一般IP的范围从7eV - 16eV不等,IP为 7eV的物质则非常容易被电离,IP介于12eV – 16eV的物质则非常难被电离。
常见物质的电离能(IP)如下:物质名称电离能(IP)苯 9.25 己烷 10.13 甲苯 8.82 苯乙烯 8.47 甲基乙基 9.51 二甲苯 8.65 磷化氢 9.87 PID Lamp PID电离化学物质时会产生一个微弱的电流,该电流与物质浓度成比例,换算成ppm显示在屏幕上。
PID用紫外灯来电离化学物质,紫外灯的尺寸与普通手电筒灯泡近似,发出足够强度的红外光电离化学物质。
10.6eV灯可以电离所有IP低于10eV化学物质。
当然,10.6eV灯也能电离所有9.8eV灯可电离的物质。
有少数物质(如甲醇、甲醛等)需要使用11.7eV灯才能电离,而11.7eV灯由于原理性缺陷导致寿命极短(几个月),因此很多使用者使用其它方法来测量这类物质。
PID 能测量哪些物质 PID检测有机化合物比如苯、甲苯和二甲苯,也可检测某些无机物,比如NH3.通常来说,被检测化合物包括C原子,即可被PID检测到,当然也有特例,比如CH4、CO是不能被PID检测到的。
英国阿尔法Alphasense光离子PID传感器PID-AH(小量程)

-40ºC to +55ºC 0°C to 40°C 在 20°C 时的 95% to 100%;-20°C 在 20°C 时的 125% 0 to 95% 零点附近
5 年(不含灯泡和电极盖) IECEx Ex ia IIC T4; ATEX Ex ia II 1G -40ºC < Ta < +55ºC (< 10VDC 电源) 过滤灰尘和液体 用户可更换
PID-AH 光离子传感器
PID-A1 示意图(图一)
俯视图
笔记: 1. 不要遮挡直径 3.5mm 处 2. 在 6.2 和 9mm 之间密封 3. 管脚定义: PIN1:输入 PIN2:信号输出 PIN3:地 4.所有的尺寸误差在 ±0.1mm
性能
目标气体 最小检测值 线性范围 最大量程 灵敏度 稳定时间 预热时间 零点电压 响应时间
PID-AH 性能数据
用户可更换 灯泡电压输出:35mv Alphasense CH-A3 或者 city 4P 小于 8 克 电子以及外壳:24 个月 灯泡和电极盖 10.6eV 5000 小时
异丁烯的线性度(图二)
UV 灯的正确选择
PID-A1 可以更换清单
Lamp 10.6 eV 电极盖 清洗套装 换灯泡电极夹 灯泡 o 型环
电气
功耗 供电 输出最大信号
工作环境
温度范围 温度依赖 湿度范围 湿度灵敏度
关键参数
预期寿命 IS 认证 板载过滤器 灯泡配件
底视图
侧视图
5.输入选择孔: A)当用有焊锡填满的时候,内部 LDO 废除,输入需要 3.0 - 3.6 V B)当没有焊锡填满的时候,内部 LDO 生效,输入可以是 3.6 - 10 V 如果供电需要是 10 - 19 V,请跟 Alphasense 联系。
气体检测的新技术--PID光离子化检测器

大量 的可 以被P D I 检测 的是含碳 的有机化合物 。包括 : ●芳香类 : 含有苯环 的系列化合 物( 如苯 、 甲苯 、 萘等 ) 。 ● 酮类 和 醛 类 : 含有 C O键 的化 合 物 ( 丙 酮 、 = 如 甲基
性 改 变待 测 气体 . 这样 一 来 . 经过 PD 测 的 气体 仍 可 被 I检
间产 生 电 流 。 检 测 器 将 电 流 放 大 并 显 示 出 “p 浓 度 p m”
氯 乙烯
C H C 9 9 23I .9
20 .
lO 5
36 .
四、 I P D能测 量 的物 质
值 。 在被 检 测后 , 离子 重 新 复合 成 为原 来 的气体 。
P D是 一 种非 破 坏性 检 测器 . 不 会 “ 烧 ” 永 久 I 它 燃 或
量 。光离 子 化检 测 器便 是 气 相 色谱 检 测 器 的一 种 . 且 并
1.6 0 1
9. 5 2
是 一种 新 型 的离 子检 测 仪 器 它是 通 过离 子 化 的方 法将
待 测化 合 物转 变 为容 易 被 电 子仪 器 检 测 到 的离 子 流 . 它 的 离子 源是 具 有 特别 能 量 的紫 外灯
般 情 况下 . 相 色谱 在 用 色谱 柱 分 离 混合 化 合 物 气
丙 烯 腈 氨 气
苯
CHN 3 3 1. l 0 9 N H3
C H6 6
12 . 97 .
O. 3 5
8 5 30 0
50 0
30 . 1 5
12 .
后 ,都 要 经 过 检 测 器 才 能 确 认 各 种 化 合 物 的种 类 和 数
盛密科技(上海)有限公司——光离子检测器(PID)的应用手册说明书

光离子检测器(PID )的应用这里介绍一些光离子检测器(PID )或者传感器的基本常识以帮助使用者正确使用PID 传感器。
1. 什么是光离子检测器(PID )和传感器:利用高能量的紫外光来使检测物从分子状态离子化成离子和电子从而检测目标物质。
因此光离子检测器包括:空紫外源或者紫外灯、驱动紫外灯电子系统、气体离子化室以及离子和电子收集电极。
如果把这些都打包在一起就构成PID 传感器。
PID 一般检测低浓度的挥发性有机物VOC 和少量气态无机物质。
2. PID 如何工作:当高能量的真空紫外光照射到VOC 气体分子上,VOC 就会被离子化产生有机物正离子和电子。
如果在离子化区域间加一对收集电极,那么电子就会流向正极,而正离子就会流向负极,从而形成电流。
而且这个电流大小与离子和电子以及VOC 浓度成正比。
因此只要测电流就可知道样品中VOC 浓度。
3. 什么是挥发性有机化合物:挥发有机化合物(VOC )是指常温下明显或者完全挥发成气体的有机化合物(含碳的)。
一般分子量比较小或者沸点低的有机化合物。
4. PID 能够检测哪些物质:PID 一般能够检测大多数挥发性有机物VOC 和少量气态无机物质。
但是也有少量VOC 不能被检测。
PID 能否检测某种VOC 是根据PID 灯的输出能量和VOC 的电离能(IP )来判断。
如果PID 紫外灯的输出能量大于VOC 分子的电离能,PID 就能检测这种VOC 。
PID 紫外灯的能量是由灯内惰性气体以及紫外灯窗口材料决定,常用紫外灯分为9.8eV 、10.6eV 和11.7eV 的三种灯。
其中10.6eV 紫外灯—C-C=C —(VUV 光源)(VOC 气体)正极电子 正离子负极常用于大多数VOC检测。
9.8eV灯用于苯或者苯衍生物检测。
11.7eV由于窗口材料特殊,寿命较短,主要用于特殊VOC检测。
VOC的电离能在工具书有机化合物的物理性能表中能够查到。
5.如何选择光离子源-紫外灯:紫外灯选择是根据检测物质(VOC)以及灯的灵敏度和寿命来选择。
基于光离子探测器(PID)的净化器效率评估装置的设计

• 62•件主要用来观察硬件电路系统仿真时的变化情况,keil 软件主要用来进行程序的执行,Proteus 和keil 各尽其责并分工合作。
Keil 每进行一次程序的调试,Proteus 里的电路图就会出现相应的变化。
如果软硬件设计都正确,通过仿真可直观的观察到和实际设计一样的效果,本课题设计的仿真运行图如图1所示。
3 结论本文通过用Proteus 模拟仿真简易公交报站系统为例,探讨Proteus 在单片机课设中的实践应用。
因为仿真软件使用方便,仿真效率高且结果准确真实,可增强学生兴趣,有助于学生对设计课题相关知识的深入理解,提高了课设的效率,值得在以后的单片机课程设计中推广使用。
基金项目:广东理工学院2018年度“质量工程”项目校级立项项目(项目名称:《单片机原理与应用》课程教学改革与研究,项目编号:JXGG2018013,项目负责人:龙小丽)。
作者简介:龙小丽(1989—),女,湖南湘西人,硕士研究生,讲师,研究方向:电子与通信工程。
图1 简易公交报站系统仿真运行图的功能完成程序流程图的设计,然后再进行具体程序的编写,当完成程序的编写后将程序编译成HEX 文件加载到单片机里就可以仿真模拟调试了。
仿真调试的方法非常的灵活,既可以选择软硬件分开调试也可以选择软硬件联合调试。
本课题设计选择联合调试方式进行仿真,Proteus 软该装置基于光离子探测器(PID)实现对有毒气体的检测,可确保快速和精确检测。
在净化器前端和末端分别安装两个检测装置,分别检测净化前和净化后空气中有毒气体含量,通过比较净化前和净化后有毒气体含量的变化,评估净化器的效率。
引言:在化工生产中,会产生很多有害气体,为避免对人体造成危害,需对有害气体进行净化过滤。
净化器长时间使用后,滤芯或净化部件会失效,如果不能及时发现,排出的气体中含有有毒气体,会对人体造成伤害,污染环境。
PID 探测器利用具有电离能的真空紫外灯产生紫外光,在电离室内对气体分子轰击,将有机分子电离成正负离子,通过检测微弱的离子电流,实现有毒气体检测。
光电离原理PID技术描述

PID技术描述PID是英文Photo Ionization Detector 的简称,即光离子化检测器。
熟悉气相色谱的人都知道,气相色谱在用色谱柱分离混合化合物后,都要经过检测器才能确认各种化合物的种类和数量。
这些检测器包括:热导、氢焰、电子捕获等。
光离子化检测仪器也是气相色谱检测器的一种,是一种新型的离子检测仪器。
就如同氢焰离子化检测器一样,它也是通过离子化的方法将待测化合物转变为容易被电子仪器检测到的离子流,只不过它的离子源不是氢焰,而是具有特别能量的紫外灯。
光离子化监测仪原理图(ISCn 2004)PID是怎样工作的?PID使用了一个紫外灯(UV)光源将有机物“击碎”成可被检测器检测到的正负离子(离子化),所形成的分子碎片和电子由于分别带有正负电荷,从而在两个电极之间产生电流。
检测器将电流被放大并显示出"PPM"浓度值。
在被检测后,离子重新复合成为原来的气体和蒸气。
PID是一种非破坏性检测器,它不会"燃烧"或永久性改变待测气体,这样一来,经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。
离子化电位所有的元素和化合物都可以被离子化,但在所需能量上有所不同,而这种可以替代元素中的一个电子,即将化合物离子化的能量被称之为"电离电位"(IP),它以电子伏特(eV)为计量单位。
由UV灯发出的能量也以eV为单位。
如果待测气体的IP低于灯的输出能量,那么,这种气体就可以被离子化。
苯的IP是9.24 eV,它可以被标准配置的PID(配10.6 eV)所"看"到。
氯甲烷的IP是11.32 eV,它只能被11.7 eV的PID"看"到。
一氧化碳的IP是14.01eV,它就不可能被PID离子化。
我们可以从各类化学手册上和ISC提供的资料上查到各类物质的IP值。
PID到底能测量哪些物质?大量的可以被PID检测的是含碳的有机化合物。
光电传感器选型指南

光纤式传感器D10光电传感器Q10QS18应用索引建议选用建议选用建议选用建议选用应用索引问题建议选用建议选用EZ-BEAM系列S18传感器建议选用Q45系列传感器Q85系列传感器应用索引建议选用建议选用建议选用建议选用应用索引建议选用建议选用QC50系列颜色识别传感器建议选用R55系列色标传感器应用索引建议选用PBP46UC建议选用建议选用问题建议选用48型号说明(以QS18VN6FPQ 为例)Q S 18产品型号产品型号:D10=10mm 宽,标准35mm DIN 轨道安装D11=11mm 宽,标准35mm DIN 轨道安装D12=12mm 宽,标准35mm DIN 轨道安装FI22=扁平式塑料光纤放大器VS1=小型自含传感器(聚焦式)VS2=小型自含传感器(对射,聚焦式)VS3=小型自含传感器(对射,反射板式)VS4=小型自含传感器(对射式)T08=8mm 螺纹T 型Q10=小型自含式直流光电传感器Q14=14mm 直角型传感器QS12=MINI-BEAM2®12mm 螺纹小型光电传感器Q23=23mm 直角型传感器Q23H =水平式23mm 直角型传感器QS18=小型自含式光电传感器,具有多种安装方式,带18mm 安装螺纹外壳QS18E =小型自含式专家型光电传感器,具有多种安装方式,带18mm 安装螺纹外壳QS30=有激光直反式、区域式、反射板式,带30mm 安装螺纹外壳SM312=MINI-BEAM 系列传感器,具有普通型和专家型及各种检测方式S12=12mm 螺纹圆柱型光电开关S18=18mm 螺纹圆柱型光电开关M18=18mm 螺纹金属圆柱型光电开关S30=30mm 螺纹圆柱型光电开关Q25=25mm 宽,带安装螺母18mm 螺纹Q40=40mm 宽,带安装螺母30mm 螺纹T18=18mm 螺纹T 型TM18=18mm 螺纹金属T 型光电开关T30=30mm 螺纹T 型SM30=30mm 螺纹圆柱型增强密封型光电开关QM42 & QMT42= 金属外壳自含式直流光电传感器PD45=聚焦式高精度激光传感器Q50=光电位移传感器Q60=可调区域式光电传感器60x75mm Q85=端子输出形式,直角型85x65mm R55=色标传感器SL30=30mm 宽,槽型传感器SL10=10mm 宽,槽型传感器SLC1=标签检测传感器,带自适应数字逻辑电路M12=激光发射器1、2级QC50=真彩颜色传感器QL50, QL55= 荧光传感器OTB =光电按钮LTB =锁定功能光电按钮STB =自检功能光电按钮VTB =工序校验光电按钮V N输出特性:A =亮态操作或常开B =可选(常开或常闭)DA =动态输出(AC 耦合,常开)DR =动态输出(AC 耦合,常闭)F =预留I =隔离型互补输出(常开加常闭)L =模拟量输出R =暗态操作或常闭S =可选输出(互补输出或常开加报警输出)T =可选输出(互补输出或常闭加报警输出)V =互补输出(常开加常闭)X =适用总线加(两位定义总线类型和模式)Z=Z 形式输出(1常开+1常闭,独立)输出形式:B =双极性(1NPN & 1PNP 输出)D =2线直流(晶体管输出)I =模拟量电流输出IU =模拟量电流电压输出M =NPN/PNP 可选输出N =NPN 晶体管输出P =PNP 晶体管输出R =继电器输出(机电触点)U =模拟量电压输出W =3线交流W1=4线交流(晶闸管输出)W2=3线交流短路保护W3=4线交流(互补固态输出)Z=2线交流(晶闸管输出)49 •Email: sensors@6F P Q后缀:A =自动修正B =公制管螺纹C1=600V 交流电缆H =高增益(不改变响应时间)MK =kodak 定制(940nm 发射器)Q =接插件式QP =电缆接插式S =慢速响应时间T =延时功能W/..=加长电缆Y =高速响应Y1=高速响应/脉宽延时Y2=高速响应/脉宽延时(暗态操作)MHS =高速型供电电压范围:1=90 ~ 130V ac 2=90 ~ 250V ac 21=90 ~ 240V ac 23=22 ~ 36V ac3=20 ~ 250V ac 或12 ~ 250V dc + 24 ~ 250V ac(“通用电压型”)30=预留31=20 ~ 250V ac + 22 ~ 36V dc 4=预留40=预留6=10 ~ 30V dc 62=10 ~ 48V dc 63=12 ~ 24V dc 64=15 ~ 24V dc 65=24V dc ±10%7=10 ~ 30V dc TTL 兼容72=5V dc ±10%, TTL 兼容8=预留81=20 ~ 30V ac/dc 9=NAMUR, V dc检测模式:C =聚焦式(红外光)W =宽角度直反式CB =聚焦式(蓝光)E =发射器CW =聚焦式(白光)EB =发射器(镜头齐平)CG =聚焦式(绿光)EF =发射器光纤式CV =聚焦式(可见红光)EK =发射器带同步线CVB =聚焦式(可见蓝光)EL =发射器(长距离)CVW =聚焦式(可见白光)ELD =发射器(激光器)CVG =聚焦式(可见绿光)EX =发射器(高能量)F =光纤式(红外光,玻璃光纤)R =接收器FP =光纤式(可见红光,塑料光纤)RB =接收器(镜头齐平)FV =光纤式(可见红光,玻璃光纤)RF =接收器光纤式FVB =光纤式(蓝光,玻璃光纤)RK =接收器带同步线FVW =光纤式(白光,玻璃光纤)RL =接收器(长距离)FVG =光纤式(绿光,玻璃光纤)RX =接收器(高能量)FPB =光纤式(蓝光,塑料光纤)FF =固定区域式FPW =光纤式(白光,塑料光纤)AF =可调区域式FPG =光纤式(绿光,塑料光纤)LAF =激光固定区域式D =直反式(短距离)L =反射板式(红外光)DL =直反式(长距离)LV =反射板式(可见红光)DB =直反式(镜头齐平)LP =反射板式(偏振光)DBZ =直反式(镜头齐平)LPC =反射板式(偏振光,透明物体检测)DX =直反式(高能型)LL =反射板式(激光)LD =激光直反式LLP =反射板式(激光偏振)LDL =激光直反式(长距离)LLPC =反射板式(激光偏振,低对比度)。
光电传感器选型指南

光电传感器选型指南光电传感器是一种常见的传感器类型,它能够利用光线进行检测和测量,广泛应用于工业自动化、机器人技术、安防监控等领域。
在选择光电传感器时,需要考虑多个因素,包括应用领域、测量要求、环境条件等。
下面将详细介绍光电传感器选型的指南。
一、了解应用领域和测量要求在选择光电传感器之前,首先需要详细了解应用领域和测量要求。
不同的应用领域和测量要求对光电传感器的性能和特点有不同的要求。
例如,对于工业自动化领域,光电传感器通常需要具有高精度、高速度和长寿命的特点;对于安防监控领域,光电传感器通常需要具有较大的测量范围和良好的稳定性。
二、选择合适的工作原理光电传感器的工作原理主要分为反射式、透射式和散射式三种。
反射式光电传感器通过发射和接收光线来测量物体的属性;透射式光电传感器通过物体遮挡光线来测量物体的位置或存在;散射式光电传感器通过光线与物体发生散射来测量物体的属性。
根据实际应用情况,选择合适的工作原理。
三、考虑测量范围和精度测量范围和精度是选择光电传感器的关键因素之一、测量范围是指光电传感器能够检测物体的最远距离或最大范围,而精度则是指光电传感器在测量过程中的误差程度。
根据实际需求,选择合适的测量范围和精度。
四、考虑工作环境条件五、了解供应商和品牌在选择光电传感器时,了解供应商和品牌也是很重要的一点。
选择有信誉和良好服务的供应商和品牌,能够保证光电传感器的质量和售后服务。
六、考虑成本和性价比最后,还需要考虑成本和性价比。
根据实际预算和需求,选择性价比较高的光电传感器。
综上所述,光电传感器选型的指南包括了了解应用领域和测量要求、选择合适的工作原理、考虑测量范围和精度、工作环境条件、了解供应商和品牌,以及考虑成本和性价比等因素。
通过综合考虑这些因素,能够选择到适合自己应用需求的光电传感器。
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真空紫外灯与测量气体种类
PID传感器测量的气体
• 有机物:含碳化合物
– 芳香族:含苯环的化合物
• • 苯系物:苯,苯乙烯,甲苯,二甲苯等 丙酮,丁酮,乙醛等
– 酮类和醛类: – 含氯碳氢化合物:三氯乙烯 – 胺和氨基化合物:含氮碳化物
• 二甲胺
– 含硫有机物:硫醇,二硫化碳 – 非饱和碳氢化合物: 含 C=C 健化合物
4PID 传感器结构
4PID 维护操作
• 泵吸模式
– 真实有效的测量低浓度VOC气体 – 响应时间更快,可以达到5秒以内 – 需要频繁的对传感器进行维护,包括紫外灯窗口及电离室清洗
苏萨PID传感器特点
• 4系列紧凑设计,环氧灌封安全可靠
• 高绝缘全聚四氟乙烯电离室,不易沾污, 不易漏电 • 5V供电,动态范围大,分辨率高 • 不锈钢外壳屏蔽好 • 长寿命迷你真空紫外灯 • 小体积电离室,湿度影响小
PID 就是一个“放大镜”
• 放大镜可以让我们看清自己的指纹;PID可
以让我们看到低浓度的有机蒸汽
氨气 二硫化碳 氯甲烷 苯 苯乙烯 氯乙烯 二甲苯
苯酚
汽油
煤油
PID怎么工作
• 大部分气体是都有其特定的电离能(IP),用电子伏 特(eV)来表示 • 真空紫外灯电离样品气体并使之成为带电离子 • 所有电离能低于真空紫外灯光子能量的气体均会 被紫外灯
采样方式对PID传感器信号的影响
PID传感器在工作过程中,紫外光会产生大量的臭氧离子,臭 氧离子的强氧化性会使进入电离室的部分VOC分子氧化变成 一些小分子物质,从而使其不能被紫外灯电离,所以会输出 信号变小,所以传感器在泵吸和自然扩散两种工作模式下会 有不同的表现
• 扩散模式
– 电离室内容易积聚高浓度的臭氧离子,对低浓度VOC测量数据有较大的干扰 – 臭氧离子的存在有一定的字清洗作用,可以部分氧化积聚的紫外灯窗口表面的有 机物,从而有效减缓紫外窗口沾污引起的输出减弱
PID传感器输出特性
• 非常明显的非线性特征
• 在一定的范围内可被视作为线性 • 过高浓度下往往会出现饱和现象(与传感器结 构和电路参数有关,也与气体种类有关)
PID传感器稳定性
• 影响稳定性的主要因素
– 真空紫外灯衰退
– 紫外窗口沾污
• 灰尘、油污等沉积 • 有机物吸附沉积
PID传感器子迁移距离受温度影响
PID传感器的湿度干扰
• 理想状态下,水汽的存在会降低传感器信号输出
– 水分子强烈吸收紫外光,降低了紫外灯的输出强度 – 水分子加快了已电离分子的复合速率
• 实际应用中,漏电导致信号增大
– 电离室有凝露时,极易使偏置电极向离子收集电极漏电 – 较高湿度存在时,受污染的电离室容易发生漏电现象
• 丁二烯,异丁烯
– 醇类:乙醇 – 饱和碳氢化合物:丁烷,辛烷
• 无机物
– 氨气,砷烷
PID 应用
PID传感器组成
• 真空紫外灯及驱动电路
• 紫外灯内部冲有惰性气体、氢及其同位素等 • 紫外灯窗口可有MgF2、CaF2、Al2O3等晶体组成
• 检测器及检测电路
– 检测器含有可供样品气体进出的电离室 – 电离室内部有偏置电极和离子收集电子
• 传感器探测对应气体的离子信号并转化成电流 (电流信号往往极其微弱,有时小于1pA) • 该电流信号经过滤波、放大灯处理后,可以以模 拟或者数字信号输出
PID传感器工作原理
• PID传感器工作过程
• 电离能(IP)决定了该气体是否可以提被PID传 感器检测 • 电离能(IP)与气体的修正系数(CF)值没有必 然的关系
PID 基础
何为PID
• PID = Photo-Ionization Detector • 探测大部分有机蒸汽VOCs (volatile organic compounds) 和部分有毒气体( Toxic gases ) • 探测浓度可以从7194145517331ppb--10000ppm • PID 是非常灵敏的广谱探测器,可以看作是 检测极低浓度的LEL气体