RAE气体传感器应用指指南TN-106

100技术指南TN-106校正系数，电离能（IP）及校正特性校正系数与电离能（IP）RAESystems公司的PID可用于检测多种气体，并给出不同特点的响应。一般而言，若某有机化合物的IP值低于检测灯所能提供的能量，则可被仪器检测出。将PID对不同的化合物进行校正的最好的方法是使用相应气体的标气。但是，校正系数的使用使得用户可以仅使用一种校正气体（常为异丁烯）就可实现对大量化合物的校正。在我们的PID中，校正系数可用在如下三个方面：1）以常规方式校正仪器并以异丁烯的相等值的形式进行读数。然后用户将读数乘以校正系数（CF）以获得被测气体的浓度。2）以常规方式校正仪器并以异丁烯的相等值的形式进行读数。从仪器内存中唤醒校正系数，或从微机中下载校正系数然后唤醒此值，仪器将直接显示被测气体的浓度读数。3）以异丁烯校正仪器，但输入一与异丁烯浓度等值的待测气体的标准浓度值作为校正。以此，仪器将直接显示被测气体的浓度读数。例一：若仪器在校正后将读出异丁烯的相等值。在10.6eV灯下的读数是10ppm。被检测的气体是醋酸丁酯，校正系数是2.6。10乘以2.6即为醋酸丁酯的调整值26ppm。与此类似，若被检测的气体是三氯乙烷（CF=0.52），则与10ppm读数相应的该气体的调节值是5.2ppm。例二：若仪器在校正后将读出异丁烯的相等值。在10.6eV灯下的读数是100ppm。被检测的气体是间二甲苯，校正系数是0.43。在下载得到此系数后，当暴露在相同的气体下时，仪器显示读数为43ppm。从而直接读出间二甲苯的浓度检测值。例三：若待测气体为二氯乙烯(EDC)。在11.7eV灯下的校正系数是0.6。在以异丁烯校正时，添加此系数。则此后仪器将直接读出EDC的待测浓度值。ppm对mg/m3的转换转换采用下式：浓度（mg/m3）=[浓度（ppm）×mol.wt.(g/mole)]摩尔气体体积对25℃下的空气，摩尔气体体积为24.4升/摩尔，从而上式简化为：浓度（mg/m3）=[浓度（ppm）×mol.wt.(g/mole)]×0.041例如：仪器以ppmv的标准校正，如100ppm异丁烯，用户希望以mg/m3为单位读出正己烷的数值（m.w.为86，CF为4.3）。总体的校正系数为4.3×86×0.041=15.2.mg/m3混合物的校正系数混合物的校正系数可由下式求得：CFmix=1/(X1/CF1+X2/CF2+X3/CF3+…Xi/CFi)例如：5%苯和95%的正己烷的气相混合物的CFmix=1/0.05/0.53+0.95/4.3）=3.2。所以，100的读数则对应于320ppm的总混合物，由16ppm的苯和304ppm的正己烷组成。关于计算混合物的校正系数和TLV值，可参见CF表后的附录。混合物的TLV值及报警限值混合物的校正系数可用于确定混合物的警报限值。首先，应当计算混合物的暴露极限。此值常由TLV值确定。混合物的TLV值可由下式求技术指南TN-106得：TLVmix=1/(X1/TLV1+X2/TLV2+…Xi/TLVi)上例中，苯的8小时TLV值为0.5ppm，正己烷的8小时TLV值为50ppm。因此，混合物的TLVmix=1/(0.05/0.5+0.95/50)=8.4ppm。此值与8.0ppm正己烷及0.4ppm苯的混合气相对应。对于由异丁烯校正的仪器，相应于TLV的读数为：报警读数=TLVmix/CFmix=8.4/3.2=2.6ppm设定低报警限值的一般方式为TLV的一半，而TLV值为警报的高限。因此，用户可以分别设定1.3和2.6ppm为相应的低/高警报限值。校正特点：a)流量设置只要足以满足泵的需要，PID对化合物的反应与气体流速无关。在PID的校正过程中，常常使用如下四种气体流速设置。1)压力气瓶（固定流速调节阀）：调节阀的流速应当与仪器泵的流速需要一致或稍高一点。2)压力气瓶（可调式流速调节阀）：可调式流速调节阀更能满足泵速变化的要求，但在校正中会出现轻微的真空，从而使读数稍微增大）。3)气袋：只要气袋的阀足够大，仪器即可以其正常的流速从气袋中抽取校正气体。气袋中应当充满足够的气体以保证至少一分钟的气流（对MiniRAE为约0.5升，对MultiRAE为约0.3升）。4)T方法：本法使用有比泵的抽力高的气体流速的T型接头。气流与T接头的一端相连，仪器的入口与接头的另一端相连。过多的气体从T接头的开启的第三端排出。为防止室内气体的干扰，将在开口端连上长的排气管，或使用相当高的过量流速。前两个压力气瓶的方法是从气体使用的角度而言效率最高的方法，而气袋法和T方法由于能更好地满足泵的流速，给出的结果略微准确一些。b)气压与大气压力不同的气压通过改变气体浓度和泵的特性而影响读数。最好在相同的压力下对仪器和标准气体进行校正。（由于调节阀降低了气流的压力，所以气瓶压力并不相干）若在大气压力下，仪器在上述气体流速的任一设置下进行了校准，则1）高于环境气压的压力可以接受但会对泵造成损伤。2）若气体发生泄漏，真空下的样品会使仪器的检测读数降低。c)温度由于温度影响气体的浓度和密度，当仪器使用时，标准气体和仪器的使用温度应当尽量和环境温度一致。建议标准气体的温度处于仪器的操作温度范围内（-10℃-40℃）。另外，在实际检测中，仪器应当保存在比样品温度相同或更高的温度下以避免仪器上水气的凝聚。d)底气校正化合物及VOC样品的底气的影响也较大。常见的底气成分，如甲烷，水蒸气会影响仪器对VOC的检测信号。PIDs常常用于检测空气中的VOCs，在此情况下优选的校正底气是空气。对MiniRAE而言，当甲烷，甲醇及水蒸气的浓度为15,000ppm时，会降低仪器约20%的响应；当这些成分的浓度为30,000ppm时，会降低仪器约40%的响应。尽管以前曾有过关于氧气影响的报道，RAE的PID的响应与氧气浓度无关，且可使用以纯氮气为底气的标准气体。高于50,000ppm（5%）的CO2也没有影响。e)浓度虽然RAE公司的PIDs能提供线形的输出，但最好在与实际检测范围相近的浓度对仪器进行技术指南TN-106校正。例如，对0-250ppm的待测气可使用100ppm的标气；对250-1000ppm的待测气可使用500ppm的标气。f)过滤器过滤器会影响气体流速和压力。水汽过滤器的使用能大大降低水气溶胶或污物颗粒被吸入仪器的可能。由于脏的过滤器回吸收VOCs从而减慢仪器的响应时间，导致仪器校正的漂移，建议对过滤器进行定期的更换。*一些有机化合物并不遵循上述的规律。例如，对过氧化氢和二氧化氮，在使用高于其报道的电离能的光能井时，仪器没有响应。CF：校正系数（以异丁烯校正时，乘以读数可得到待测化合物的准确值）NR：没有响应IP：电离能C：确认值；没有“+”的所有的其它值是初值或目前的估计值Ne：未确定的TWA值C##：当没有TWA值时应当采用的上限值声明实际读数可能随灯的已使用时间和清洁度，相对湿度，及其他的因素而变化。因此，仪器应当在实际使用的条件下定期校正。表中的校正系数是在干燥的空气中测得。缩略词表CompoundNameSynonym/AbbreviationCASNo.Formula9.8C10.6C11.7CIE(eV)TWAAcetaldehyde75-07-0C2H4ONR+6+3.3+10.23C25AceticAcidEthanoicAcid64-19-7C2H4O2NR+22+2.6+10.6610AceticAnhydrideEthanoicAcidAnhydride108-24-7C4H6O3NR+6.1+2.0+10.145Acetone2-Propanone67-64-1C3H6O1.2+1.1+1.4+9.71500AcetoneCyanohydrin2-Hydroxyisobutyronitrile75-86-5C4H7NO4+11.1C5AcetonitrileMethylcyanide,Cyanomethane75-05-8C2H3N10012.1940AcetyleneEthyne74-86-2C2H22.1+11.40neAcroleinPropenal107-02-8C3H4O42+3.9+1.4+10.100.1AcrylicAcidPropenoicAcid79-10-7C3H4O212+2.0+10.602AcrylonitrilePropenenitrile107-13-1C3H3NNR+1.2+10.912Allylalcohol107-18-6C3H6O4.5+2.4+1.6+9.672Allylchloride3-Chloropropene107-05-1C3H5Cl4.30.79.91Ammonia7664-41-7H3NNR+9.7+5.7+10.1625Amylacetatemixofn-Pentylacetate&2-Methylbutylacetate628-63-7C7H14O211+2.3+0.95+9.9100Amylalcohol1-Pentanol75-85-4C5H12O510.00neAnilineAminobenzene62-53-3C7H7N0.50+0.48+0.47+7.722AnisoleMethoxybenzene100-66-3C7H8O0.89+0.58+0.56+8.21neArsineArsenictrihydride7784-42-1AsH31.9+9.890.05Benzaldehyde100-52-7C7H6O19.49ne技术指南TN-106Benzene71-43-2C6H60.55+0.53+0.6+9.250.5BenzonitrileCyanobenzene100-47-0C7H5N1.69.62neBenzylalcoholα-Hydroxytoluene,Hydroxymethylbenzene,Benzenemethanol100-51-6C7H8O1.4+1.1+0.9+8.26neBenzylchlorideα-Chlorotoluene,Chloromethylbenzene100-44-7C7H7Cl0.7+0.6+0.5+9.141BenzylformateFormicacidbenzylester104-57-4C8H8O20.9+0.73+0.66+neBorontrifluoride7637-07-2BF3NRNRNR15.5C1Bromine7726-95-6Br2NR+1.30+0.74+10.510.1Bromobenzene108-86-1C6H5Br0.60.58.98ne2-Bromoethylmethylether6482-24-2C3H7OBr0.84+~10neBromoformTribromomethane75-25-2CHBr3NR+2.5+0.5+10.480.5Bromopropane,1-n-Propylbromide106-94-5C3H7Br150+1.5+0.6+10.18neButadiene1,3-Butadiene,Vinylethylene106-99-0C4H60.80.85+1.19.072Butadienediepoxide,1,3-1,2,3,4-Diepoxybutane298-18-0C4H6O225+3.5+1.2~10neButane106-97-8C4H1067+1.210.53800Butanol,1-Butylalcohol,n-Butanol71-36-3C4H10O70+4.7+1.4+9.9920Butanol,t-tert-Butanol,t-Butyalcohol75-65-0C4H10O6.9+2.9+9.90100Butene,1-1-Butylene106-98-9C4H80.99.58neButoxyethanol,2-ButylCellosolve,Ethyleneglycolmonobutylether111-76-2C6H14O