气体检测仪中PID光电离子传感器的技术原理
光离子化检测器使用具有特定电离能（如10.6eV）的真空紫外灯（UV）产生紫外光，当有机气体分子通过在电离室内对气体分子进行轰击，把气体中含有的有机物分子电离击碎成带正电的离子和带负电的电子，在极化极板的电场作用下，离子和电子向极板撞击，从而形成可被检测到微弱的离子电流。
通常认为PID 的响应机理是电离电位等于或小于光能量的化合物在气相中发出光电离。紫外灯光发出一定波长的光子流，经窗**入电离室，载气分子（C）的电离电位高于光能量，它不被电离。当电离电位等于或小于光能量的组分（AB）进入电离室，即发生直接或间接光电离。归纳起来有如下几种：
（1）直接电离
被测组分AB 吸收光子（
）直接电离成正离子，放出电子。
（2）间接电离
一种是组分分子吸收光子至激发态（AB*），然后发生电离。
如上所述，在电场作用下，电子e和正离子AB+分别向正、负极流动，形成微电流，产生信号。
光离子化电流计算的数学模型如下：
1、Freedman 提出检测器中实际测得的离子流（i）可以写成：
式中：
光辐射强度；F法拉第常数；N阿伏加德罗常数；
组分的吸收横截面；
激发态分子的电离效率；L光吸收层厚度；［AB］被测物质浓度。
当PID结构固定后，
L就随之固定，此时PID的摩尔响应R只与
和
有关，既R=i/[AB]=K
。
和
的乘积又称为光电离横截面，与物质的电离电位（IP）密切相关。实验表明，IP是决定PID响应的*重要因素。
2、光离子化电流即单位时间内产生的离子对数目可以表示为：
式中：Ni光离子对数；σi光离子化吸收系数；σ0-其他因素引起的吸收系数；单位时间进入离子化池中的光子数目l光程长；N(t)单位体积内被测物质的分子数，即样品浓度。
在σtN（t）《1的情况下，式（4）可简化为：
式（5）表明，只有在样品池光程l足够短，样品浓度足够低的情况下，被测物质浓度才与光离子化电流成线性关系。同时光离子化电流与真空紫外光强度φ，即单位时间内进入样品池中光子的数目，成线性关系。
理论上，所有的化学物质都能被离子化，但是它们被电离所需要的能量是不同的。能够转移一个电子和电离一个化合物的能量叫电离能，用电子伏特
作为计量单位，电离能越高则气体结合能越高。紫外灯所发出的能量也可以用电子伏特来计量。如果某种气体的电离能低于灯发出的能量那么这种气体将被电离。苯(Benzene)的电离能为9.24
，它能被一个带10.6
灯的PID检测到。二氯甲烷(Methyl Chloride)电离能为11.32
，它只能用11.7
灯检测。一氧化碳(Carbon Monoxide)的电离能是14.01
，现在没有PID灯能检测它。电离能(IP)的具体数据在NIOSH手册中能查到，NIST(美国国家标准技术研究所)的超过11000种化合物的数据库来确定新化合物的电离能。
PID可测量的物质范围：
（1）PID可以检测大多数有机化合物:混合物、碳类化合物。具体包括:有一个苯环的芳香族化合物包括苯，甲苯，乙苯，二甲苯、酮和带一个羟基的醛类化合物包括丙酮，甲基酮和乙醛、胺和碳氨及氮氨类化合物如二乙基胺、卤代烃类化合物如三氯乙烯，全氯乙烯、硫化物如硫醇类，磺化物、不饱和链烃如丁二烯，异丁烯、醇类如异丙醇，乙醇、饱和链烃如丁烷，辛烷。
（2）除了有机化合物，PID还能检测某些无机物，包括:氨气、半导体气体:胂，磷化氢、硫化氢、氧化氮、澳、碘。
（3）PID无法检测的物质:辐射、空气(氮气，氧气，二氧化碳，水蒸汽)、有毒气体(一氧化碳，氰化氢，二氧化硫)、天然气(甲烷，乙烷)、酸类气体(盐酸，氢氟酸，硝酸)其它氟化物，臭氧、难挥发物:多氯联苯，过氧化氢(PCBs)，油脂。
