PID光离子化传感器的核心技术及发展史
1.PID核心技术概述:
PID光离子化技术就是利用光电离检测器来电离和检测特定的易挥发有机化合物。光电离检测器可探测那些气体电离势能在紫外光源辐射能量水平之下的气体,其高能紫外辐射可使空气中大多数有机物和部分无机物电离,但仍保持空气中的基本成分如N2、O2、CO2、H20不被电离(这些物质的电离电位大于11eV)。光离子化有一个显著的特点就是气体被紫外灯电离并检测后,离子重新复合成原来的气体和蒸气,也就是说它是不具破坏性的检测器。由于可以检测极低浓度的挥发性有机化合物和其它有毒气体。因而对VOC检测具有极高灵敏度的PID就在应急事故的处理中有着无法比拟的优越性。随着科技的发展和技术的迭代,它已经成为环境保护和实时检测污染等方面的强有力工具。
光离子化传感器检测原理如下图:

2 . PID技术的发展史:
1976年,美国的HNU公司推出了首批PID商品仪器,一经出现,就引起了美国、加拿大、前苏联、日本等国色谱分析工作者的重视。稍晚一些时候,原加拿大的Photovac公司推出了超灵敏有毒气体分析仪,美国的Tracor公司和Thermo Environmental Instruments公司推出了PID,日本的纪本公司推出了光离子化有机溶剂测试仪。同时,Perkin-Elmer公司和美国橡树岭国家实验室等公司和实验室也先后开展自己特色的光离子化仪器的研究工作。1983年光离子化学被美国国家环保局(EPA)、美国职业卫生与健康局(OSHA)和美国职业卫生与健康研究所(NIOSHA)定为环境大气中有毒物质分析检测方法。
1980年前后,美国的气体检测仪器领域已有三大厂商:HUN(HUN Systems Inc.)、光子真空公司(Photovac)和热电公司(Thermo Electron Corporation),市场已经饱和。就在此时,RAE Systems的创始人陈一之,在分析了美国环保行业现状与发展趋势,认为行业的需求任然是旺盛的,随着人们对生活质量的关注度也来越高,环保行业还是有很大的潜力。凭借着陈董事长对行业敏锐的洞悉力和技术优势,创建了华瑞科学仪器(RAE Systems Inc.),集齐美国学者,中国科学院院士,上海交大、上海大学、上海科技大学的技术人才,并针对HUN公司的光离子化PID传感器,开始小型化研发工作。钱永彪博士也恰逢此时参与到RAE Systems的PID研发工作中从上世纪80年代至今,参与并见证了PID传感器从一代至目前五代技术的更新,并掌握部分核心技术与新发明技术换代的专利。钱永彪博士是全国环境化学计量技术委员会委员,上海大学材料科学与工程学院教授、研究生导师,拥有多项光离子化传感器发明专利,获得过光离子监测技术在职业病危害因素监测创新应用领域国家安全生产科技成果二等奖。钱博士曾长期在美国硅谷担任全球传感器技术领域顶级企业——RAESystems/Honeywell公司的高级研发总监,并负责该公司大中华地区的气体监测业务。

3 . PID光离子化检测器,灯-发展历程:
1992年,第一代PID 在美国发布,只在北美地区销售。 Micro RAE PID小型化便携式,扩散式采样,量程0-200ppm,分辨率0.1ppm.传感器尺寸偏大,工艺复杂(里程碑,从无到有)
1999年,第二代PID在美国发布, 销售到全球。ppbRAE2000手持VOC检测仪,泵吸式采样,量程0-5000 ppm, 分辨率1ppb.(2GPID解决了上一代PID传感器氧化后O3沉积出不来,导致浓度越高导致检测数值下降的问题)
2008年,第三代PID在中国发布,销售到全球。 ppbRAE3000手持VOC检测仪,泵吸式采样,量程0-10000 ppm, 分辨率1ppb.(3GPID解决上一代PID传感器在大量程下,检测的精度问题,并增加了温湿度传感器解决湿度对传感器的影响)
2016年,第四代PID在中国发布,MP18手持VOC检测仪,泵吸式采样,量程0-20000 ppm, 分辨率1ppb.(4GPID解决上一代PID传感器,长时间开机情况下,会导致传感器模块特氟龙隔片烧蚀击穿,去掉了温湿度传感器,增加了双气室,低浓度和高浓度分开气室检测,兼容大量程和高精度检测的需求)
2025年,第五代PID在中国发布,SF8540 手持VOC检测仪,泵吸式采样,量程0-20000 ppm, 分辨率1ppb.(5GPID解决了上一代PID传感器,传感器模块不可用户自己清洗,只能更换的问题,降低了用户后期使用维护成本;双气室改为全量程同时检测冗余互补,检测精度更可靠,检测线性更优)

以上是市场上主流的PID光离子传感器与灯的对比图。(自左向右依次:OGPID-1GPID-2GPID-3GPID-4GPID-5GPID-4系列PID)
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