Поправочные коэффициенты PID-детектора: как Tiger измеряет конкретное вещество, если калибруется изобутиленом

Фотоионизационный детектор (PID) реагирует на сотни летучих органических соединений. Но откалиброван он почти всегда одним газом — изобутиленом. Отсюда закономерный вопрос с объекта: «Прибор показывает 50 ppm, а у нас в цехе толуол. Сколько толуола на самом деле?»

Ответ даёт поправочный коэффициент (response factor, RF). Ниже — что это, как им пользоваться в приборах Tiger и других PID Ion Science и где пересчёт перестаёт работать.

---

Почему PID калибруют изобутиленом

Изобутилен выбран как эталон по практическим причинам: он нетоксичен на уровне калибровочных концентраций, стабилен в баллоне, ионизируется лампой 10,6 эВ и даёт средний по величине отклик. Калибровочная смесь — обычно 100 ppm изобутилена в воздухе.

После калибровки прибор показывает концентрацию в изобутиленовом эквиваленте: «столько ppm изобутилена дали бы такой же сигнал». Для любого другого вещества сигнал на 1 ppm будет другим — больше или меньше.

---

Что такое поправочный коэффициент

Поправочный коэффициент — это множитель, переводящий показание в изобутиленовом эквиваленте в концентрацию конкретного вещества:

C(вещества) = Показание × RF

• RF < 1 — вещество ионизируется легче изобутилена, прибор «видит» его сильнее. Показание завышено, поправка его уменьшает.
• RF > 1 — вещество ионизируется хуже, показание занижено, поправка увеличивает.
• RF не определён — потенциал ионизации вещества выше энергии лампы, PID его не видит.

---

Ориентировочные коэффициенты для лампы 10,6 эВ

Вещество	Потенциал ионизации, эВ	RF (ориентировочно)	Что это значит
Бензол	9,24	~0,5	Прибор показывает примерно вдвое больше
Толуол	8,82	~0,5	Аналогично бензолу
Ксилолы	~8,5	~0,4–0,6	Сильный отклик
Стирол	8,43	~0,4	Сильный отклик
Ацетон	9,70	~1,2	Близко к изобутилену
Метилэтилкетон	9,52	~0,8	Близко к изобутилену
н-Гексан	10,13	~4	Слабый отклик, показание сильно занижено
Этанол	10,47	~10	Очень слабый отклик
Аммиак	10,07	~9–10	Очень слабый отклик
Метан	12,6	—	Не детектируется

Важно: значения в таблице — ориентир. Коэффициенты различаются у разных производителей и даже у разных конструкций сенсора. Для работы используйте таблицу Ion Science, встроенную в прибор: в Tiger достаточно выбрать вещество из библиотеки, и он сам пересчитает показание.

---

Как пользоваться: пример

В цехе окраски используют толуол. Tiger, откалиброванный изобутиленом, показывает 40 ppm.

Без поправки: 40 ppm. С поправкой: 40 × 0,5 = 20 ppm толуола.

А теперь обратная ситуация — склад с гексаном. Прибор показывает 25 ppm.

С поправкой: 25 × 4 = 100 ppm гексана — в четыре раза больше, чем на экране. Без поправки опасность была бы недооценена.

Вывод: при веществах с RF больше 1 работа без поправки систематически занижает риск. Именно поэтому в Tiger имеет смысл выбрать целевое вещество в библиотеке, если оно известно.

---

Как считать смесь

Если в воздухе смесь веществ известного состава, общий коэффициент смеси считают по формуле:

RF(смеси) = 1 / (x₁/RF₁ + x₂/RF₂ + … + xₙ/RFₙ)

где xᵢ — мольная (объёмная) доля компонента в паровой фазе.

Пример: пары растворителя — 50 % толуола (RF 0,5) и 50 % ацетона (RF 1,2).

RF(смеси) = 1 / (0,5/0,5 + 0,5/1,2) = 1 / (1 + 0,417) ≈ 0,71

При показании 30 ppm концентрация смеси ≈ 30 × 0,71 ≈ 21 ppm.

Ограничение: формула работает, только если состав паровой фазы известен и стабилен. Состав жидкости не равен составу паров — лёгкие компоненты испаряются быстрее.

---

Когда пересчёт не работает

1. Неизвестный состав. На НПЗ над бензином, нефтью, конденсатом — десятки соединений с разными RF. Показание PID — это индикатор «здесь есть органика», а не количественная концентрация конкретного вещества.
2. Контроль конкретного токсичного компонента в смеси. Пересчитать TVOC через коэффициент бензола нельзя: бензол — лишь часть смеси. Для этого нужен селективный прибор — Tiger Select или стационарный Titan 2. Подробнее — в статье о контроле бензола.
3. Вещество не ионизируется лампой. Метан, этан, пропан — PID их не видит при любом коэффициенте.
4. Очень высокие концентрации. Отклик PID линеен в рабочем диапазоне; на краю диапазона и при высокой влажности возможны отклонения.

---

Выбор лампы

Энергия лампы определяет, какие вещества PID видит:

Лампа	Что видит дополнительно	Особенности
10,0 эВ	Узкий круг легко ионизирующихся веществ	Более селективна, меньше мешающих компонентов
10,6 эВ	Основная масса ЛОС: ароматика, кетоны, большинство растворителей	Стандарт, долгий срок службы
11,7 эВ	Дополнительно — ряд хлорированных соединений, метанол, формальдегид	Короткий срок службы лампы, требует бережного хранения

Для большинства задач нефтегаза и химии достаточно лампы 10,6 эВ. Лампу 11,7 эВ выбирают под конкретные вещества, которые 10,6 эВ не видит.

---

Практические рекомендации

• Знайте, что измеряете. Перед обходом уточните, какие вещества присутствуют на участке, и выберите целевое вещество в библиотеке прибора.
• Записывайте режим. В отчёте указывайте, в каком режиме было измерение: изобутиленовый эквивалент или пересчёт на вещество.
• Сравнивайте одинаковое. Тренды по точке имеют смысл только при одинаковых настройках прибора.
• Калибруйте регулярно. Поправочный коэффициент бесполезен, если сам прибор врёт. О регламенте — в статье о калибровке и обслуживании PID.

---

Итог

Поправочный коэффициент превращает показание PID в концентрацию конкретного вещества — но только когда вещество известно, а состав стабилен. Для веществ с высоким RF (гексан, спирты, аммиак) работа без поправки опасно занижает концентрацию. Для смесей неизвестного состава и для контроля конкретного токсичного компонента нужен селективный прибор.

KEG TRK поставляет PID-детекторы Ion Science в Казахстане и помогает настроить приборы под вещества вашего производства. Подбор модели — в статье о выборе PID-детектора.