光離子化檢測技術(shù)及傳感器 
光離子化檢測技術(shù)為基礎(chǔ)的傳感器，以下簡稱 PID，廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染檢測、職業(yè)健康、疾病
預(yù)防等領(lǐng)域。在石油化工裝置的安全檢測、區(qū)域監(jiān)控方面也得到了廣泛的應(yīng)用。在工藝裝置和管道附
近安裝 PID 檢測器,對生產(chǎn)過程中意外故障導(dǎo)致的泄漏進(jìn)行監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)對環(huán)境空氣污染控制, 并根據(jù)
限值啟動(dòng)警報(bào)裝置，以監(jiān)控生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀況。檢測的數(shù)據(jù)也可用于設(shè)備運(yùn)行情況分析，作為一種
設(shè)備診斷工具,協(xié)助調(diào)查生產(chǎn)工藝過程中的問題,為快速排除故障提供參考數(shù)據(jù)，微量的 TVOC 泄漏是
生產(chǎn)裝置故障的前兆。PID 檢測技術(shù)在外很多煉油和化工裝置中的應(yīng)用已十分普遍。近幾年來,
在我國的一些石油化工裝置中對 TVOC 的檢測已經(jīng)開始采用 PID 技術(shù)取代催化檢測技術(shù), 這門技術(shù)的
國產(chǎn)化工作也取得了一定的進(jìn)展。 
PID 包括以下技術(shù)： 
紫外光譜 
PID 檢測技術(shù)采用的是 V-UV 波段的 100-200nm 波，這個(gè)波段是真空紫外燈光源，對大多數(shù)有機(jī)
化合物具有電離能力。 

真空紫外光技術(shù) 
以無極氣體放電管技術(shù)為基礎(chǔ)的真空紫外放電燈，光源內(nèi)部沒有電極，因此，光源壽命長，不存
在陰極濺射問題。工作時(shí)，放電管中的工作氣體在整個(gè)管子的橫截面上激發(fā)，3GPID 技術(shù)使紫光輻射
強(qiáng)度在垂直于輻射光進(jìn)入樣品池的平面上分布是均勻的。因而樣品池中沒有死體積，從而增加了檢測
的器靈敏度，檢出限可達(dá) ppb 數(shù)量級。RAEsystems 公司在 PID 檢測技術(shù)方面走在應(yīng)用的前沿，從產(chǎn)
品小型化、清洗技術(shù)、檢測物質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立等為 PID 的發(fā)展做了大量的研究工作。 
下面是離子化方程式，M 代表有機(jī)化合物分子，hν代表光子能量。M + hν → M + ? + e 
光柵技術(shù) 
光柵技術(shù)是 PID 的技術(shù)核心，9.8Ev、10.6eV、11.7eV 能量的控制由光柵決定的，真空紫外放電
燈發(fā)出的光，根據(jù)窗口材料的不同，輻射紫外光的波長有多種，氟化鎂晶體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是紫外光柵的
優(yōu)選材料。 116.9 nm 波長的晶體是檢測有機(jī)化合物常用的一種材料。下圖是放電管填充的氣體、光
柵材料與輻射能量的對應(yīng)關(guān)系。 
 
離子化技術(shù) 
光離子化是氣體的物理特性，首先將光離子化原理用于實(shí)際工程的是氣相色譜儀，它的提出者是
Robinson。1961 年， Lovelock 在對色譜分析各種離子化技術(shù)的評論中，把 PID 與 FID 相比較，顯
示出 PID 是相當(dāng)有前途的檢測技術(shù)。使用惰性氣體放電可以有效地限制放電的輻射波長，使輸出光
輻射主要為惰性氣體的共振譜線，當(dāng)時(shí)的 PID 光源大多使用 Ar 或 He 氣放電。早期的 PID 技術(shù)受當(dāng)
時(shí)的技術(shù)和材料科學(xué)發(fā)展水平的限制，光源與離子化池是在同一空間。因此產(chǎn)品化過程中遇到很多問
題，應(yīng)用受到很大的限制，這項(xiàng)技術(shù)僅停留在研究階段，因此 PID 的研究與應(yīng)用發(fā)展緩慢。 
 隨著材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，PID 的研究取得突破，人們終于找到了一種材料，無論是光學(xué)、機(jī)
械，還是化學(xué)物理性能都適于真空紫外光學(xué)元器件的制造。 Sevcik 和 Krysl 首先使用氟化物晶體
作窗口材料，將紫外光源與離子化池分開，使紫外燈在近真空狀態(tài)下放電，而保持電離室在一個(gè)大氣
壓下工作，燈的真空紫外輻射幾乎無損失地進(jìn)入電離室，兩者都在佳狀態(tài)下工作。這樣的設(shè)計(jì)使 PID Technology Note S002 
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在檢測能力上提高了幾個(gè)數(shù)量級，進(jìn)入實(shí)用階段。至此，光離子化技術(shù)獲得迅速發(fā)展，RAE 公司在全
球?qū)?PID 技術(shù)用于環(huán)境檢測。 
自動(dòng)清洗技術(shù) 
光學(xué)檢測技術(shù)的特點(diǎn)要求檢測系統(tǒng)有較高的清潔度，自動(dòng)清洗技術(shù)是 PID 檢測器正常工作的基本
保證，UV 光源發(fā)射的紫外光波，具有很高的能量，當(dāng)這些光子作用到光學(xué)鏡面上的污染物體時(shí)，光
子能量可以直接打開和切斷有機(jī)物分子中的共價(jià)鍵，使有機(jī)物分子活化，由于大多數(shù)碳?xì)浠衔飳ψ?br>外光具有較強(qiáng)的吸收能力，并在吸收紫外光的能量后分解成離子、游離態(tài)原子、受激分子和中子，這
就是光敏作用。空氣中的氧氣分子在吸收了紫外光后也會(huì)產(chǎn)生臭氧和原子氧，臭氧又分解為原子氧和
氧氣，其中原子氧是極活潑的,在它的作用下，物體表面上的碳和碳?xì)浠衔锏姆纸馕锟苫铣煽蓳]
發(fā)的氣體：二氧化碳、水蒸氣、一氧化氮等逸出表面，從而*清除了黏附在光學(xué)器件表面上的有機(jī)
污染物。美國 RAEsystems 公司擁有多項(xiàng) PID 檢測技術(shù)，自動(dòng)清洗技術(shù)就是其中一項(xiàng)重要技術(shù)，
它為 PID 檢測技術(shù)的產(chǎn)品化奠定了基礎(chǔ)。