光离子化检测仪

光离子化检测仪或PID是一种气态检测仪。

光离子化检测仪是利用惰性气体真空放电现象所产生的紫外线 (VUV)，使待测气体分子发生电离，并通过测量离子化后的气体所产生的电流强度，从而得到待测气体浓度。可以用来测量挥发性有机化合物和其他浓度从sub-ppb(约十亿分之一)到10000ppm的气体。是一种有效且平价的检测仪。检测时会持续获得每单位时间侦测到的讯号，将这些资料重叠分析后，即可得到我们所要的资讯，为一种精确而有效的检测手段，在今天获得了越来越广泛的应用。手提式的的分析器则是被广泛的应用在军事、工业和狭小工作设施的安全等方面。

PID常被用来:

• 最低爆炸下限(指可燃气体或蒸气在空气中最低的浓度)的测量
• 氨的检测
• 有害物质的掌控
• 纵火原因的调查
• 工业上卫生和安全
• 室内的空气质量监测
• 环境的污染和整治
• 无尘室设施的维护

原理

原先的光离子化检测仪是被应用在气态色谱(GC)离子检测仪^[1]上。高能量的光子，通常在紫外光(UV)的波长范围内，破坏了分子，形成正价离子与一个电子。从GC气态色谱仪管柱上所冲洗下来的化合物在吸收高能量的UV光后会被离子化。紫外光会激发分子,导致分子暂时性的失去电子而形成带正电的离子。气体分子变成带电的离子后会产生一股电流，这股电流就是检测仪所侦测到的讯号的输出方式。反应物浓度越高会解离成更多离子，产生更大的电流，因此讯号强度越强。

电流会被放大并且在安培计上被检测出来。普遍认为离子在通过检测后会重新组合成原来的分子，然而，只有一小部分会重新结合成原本的分子。因此，实际的影响(如果发生的话)是可以忽略不计的。

应用

独立式PID检测仪是宽带检测仪且不具有选择性。在搭配上色谱技术或前处理管，如苯特化管，后则会具有高度选择性。PID只能用来检测电离能相似或低于PID中使用的灯所产生的光子能量的物质。这种选择方式在分析混合物里少数成分具有的特性时相当有用。　

PID通常是用异丁烯来做校准，在其他分析物的浓度差异上，可能会产生一个相对影响的反应。虽然许多PID制造商提供了编写仪器里化学定量分析校正系数的能力，然而，PID广泛的选择性意味着使用者必须确定被测量的气体或蒸汽的种类。如果输入苯的校正系数到仪器当中，但以己烷蒸汽去测量，其测出己烷反应较低将导致空气中己烷的实际浓度被低估，使用者也会不知道一直是以己烷进行测量，而不是苯。

PID是一种非破坏性的检测仪器。在检测的时候并不会破坏/消耗组成物。因此，PID可在多重仪器检测中优先使用。若PID在高湿度^[2]或高浓度化合物^[3]，如甲烷，的检测环境下，其产生的讯号会变弱。此衰减是由于具有高离子化电位(IP)值的化合物、水和甲烷吸收由紫外光所散射出的能量而不会导致离子电流的产生。这降低了能电离分析物的高能光子的数量，因而降低了离子化的效率。

参考文献

1. Driscoll, J.N., and J.B. Clarici: Ein neuer Photoionisationsdetektor für die Gas-Chromatographie. Chromatographia, 9:567-570 (1976).
2. Smith, P.A., Jackson Lepage, C., Harrer, K.L., and P.J. Brochu: Handheld photoionization instruments for quantitative detection of sarin vapor and for rapid qualitative screening of contaminated objects. J. Occ. Env. Hyg. 4:729-738 (2007).
3. Nyquist, J.E., Wilson, D.L., Norman, L.A., and R.B. Gammage: Decreased sensitivity of photoionization detector total organic vapor detectors in the presence of methane. Am. Ind. Hyg. Assoc. J., 51:326-330 (1990).