PID-детектордың түзету коэффициенттері: изобутиленмен калибрленген Tiger нақты затты қалай өлшейді

Фотоиондау детекторы (PID) жүздеген ұшпалы органикалық қосылыстарға әрекет етеді. Бірақ ол әрқашан дерлік бір газбен — изобутиленмен калибрленеді. Осыдан нысаннан заңды сұрақ туындайды: «Аспап 50 ppm көрсетеді, ал біздің цехта толуол. Шын мәнінде қанша толуол бар?»

Жауапты түзету коэффициенті (response factor, RF) береді. Төменде — бұл не, оны Tiger аспаптарында және басқа Ion Science PID-терінде қалай пайдалану керек және қайта есептеу қай жерде жұмыс істемей қалады.

---

PID неліктен изобутиленмен калибрленеді

Изобутилен эталон ретінде практикалық себептермен таңдалған: ол калибрлеу концентрацияларында улы емес, баллонда тұрақты, 10,6 эВ шамымен иондалады және орташа жауап береді. Калибрлеу қоспасы — әдетте ауадағы 100 ppm изобутилен.

Калибрлеуден кейін аспап концентрацияны изобутилен эквивалентінде көрсетеді. Кез келген басқа зат үшін 1 ppm-ға сигнал басқаша болады — көп немесе аз.

---

Түзету коэффициенті дегеніміз не

Түзету коэффициенті — изобутилен эквивалентіндегі көрсеткішті нақты заттың концентрациясына айналдыратын көбейткіш:

C(зат) = Көрсеткіш × RF

• RF < 1 — зат изобутиленге қарағанда оңай иондалады, көрсеткіш жоғарылатылған, түзету оны азайтады.
• RF > 1 — зат нашар иондалады, көрсеткіш төмендетілген, түзету оны арттырады.
• RF анықталмаған — заттың иондау потенциалы шам энергиясынан жоғары, PID оны көрмейді.

---

10,6 эВ шамы үшін бағдарлы коэффициенттер

Зат	Иондау потенциалы, эВ	RF (бағдарлы)	Бұл нені білдіреді
Бензол	9,24	~0,5	Аспап шамамен екі есе көп көрсетеді
Толуол	8,82	~0,5	Бензолға ұқсас
Ксилолдар	~8,5	~0,4–0,6	Күшті жауап
Стирол	8,43	~0,4	Күшті жауап
Ацетон	9,70	~1,2	Изобутиленге жақын
Метилэтилкетон	9,52	~0,8	Изобутиленге жақын
н-Гексан	10,13	~4	Әлсіз жауап, көрсеткіш айтарлықтай төмендетілген
Этанол	10,47	~10	Өте әлсіз жауап
Аммиак	10,07	~9–10	Өте әлсіз жауап
Метан	12,6	—	Анықталмайды

Маңызды: кестедегі мәндер — бағдар. Коэффициенттер әртүрлі өндірушілерде ерекшеленеді. Жұмыс үшін аспапқа енгізілген Ion Science кестесін пайдаланыңыз: Tiger-де кітапханадан затты таңдау жеткілікті, ол көрсеткішті өзі қайта есептейді.

---

Қалай пайдалану керек: мысал

Бояу цехында толуол қолданылады. Изобутиленмен калибрленген Tiger 40 ppm көрсетеді.

Түзетусіз: 40 ppm. Түзетумен: 40 × 0,5 = 20 ppm толуол.

Енді керісінше жағдай — гексан қоймасы. Аспап 25 ppm көрсетеді.

Түзетумен: 25 × 4 = 100 ppm гексан — экрандағыдан төрт есе көп. Түзетусіз қауіп бағаланбай қалар еді.

---

Қоспаны қалай есептеу керек

Ауада құрамы белгілі заттар қоспасы болса, қоспаның жалпы коэффициентін мына формуламен есептейді:

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

мұндағы xᵢ — компоненттің бу фазасындағы мольдік (көлемдік) үлесі.

Мысал: еріткіш булары — 50 % толуол (RF 0,5) және 50 % ацетон (RF 1,2).

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

30 ppm көрсеткішінде қоспа концентрациясы ≈ 30 × 0,71 ≈ 21 ppm.

Шектеу: формула бу фазасының құрамы белгілі және тұрақты болғанда ғана жұмыс істейді.

---

Қайта есептеу қашан жұмыс істемейді

1. Құрамы белгісіз. МӨЗ-де бензин, мұнай, конденсат үстінде RF-і әртүрлі ондаған қосылыс бар. PID көрсеткіші — нақты заттың сандық концентрациясы емес, «мұнда органика бар» индикаторы.
2. Қоспадағы нақты улы компонентті бақылау. TVOC-ты бензол коэффициенті арқылы қайта есептеуге болмайды. Бұл үшін селективті аспап керек — Tiger Select немесе стационарлық Titan 2. Толығырақ — бензолды бақылау туралы мақалада.
3. Зат шаммен иондалмайды. Метан, этан, пропан — PID оларды кез келген коэффициентте көрмейді.
4. Өте жоғары концентрациялар. Диапазон шетінде және жоғары ылғалдылықта ауытқулар болуы мүмкін.

---

Шамды таңдау

Шам	Қосымша нені көреді	Ерекшеліктері
10,0 эВ	Оңай иондалатын заттардың тар шеңбері	Селективтірек
10,6 эВ	ЛОС-тың негізгі бөлігі: ароматика, кетондар, еріткіштердің көпшілігі	Стандарт, ұзақ қызмет мерзімі
11,7 эВ	Қосымша — бірқатар хлорлы қосылыстар, метанол, формальдегид	Шамның қызмет мерзімі қысқа

Мұнай-газ және химия міндеттерінің көпшілігі үшін 10,6 эВ шамы жеткілікті.

---

Практикалық ұсынымдар

• Не өлшейтініңізді біліңіз. Айналым алдында учаскеде қандай заттар бар екенін нақтылап, аспап кітапханасынан мақсатты затты таңдаңыз.
• Режимді жазыңыз. Есепте өлшем қандай режимде болғанын көрсетіңіз.
• Бірдейін салыстырыңыз. Нүкте бойынша трендтер аспаптың бірдей баптауларында ғана мағыналы.
• Тұрақты калибрлеңіз. Аспаптың өзі қате көрсетсе, түзету коэффициенті пайдасыз. Регламент туралы — PID-ті калибрлеу және қызмет көрсету туралы мақалада.

---

Қорытынды

Түзету коэффициенті PID көрсеткішін нақты заттың концентрациясына айналдырады — бірақ зат белгілі және құрамы тұрақты болғанда ғана. RF-і жоғары заттар үшін (гексан, спирттер, аммиак) түзетусіз жұмыс концентрацияны қауіпті түрде төмендетеді. Құрамы белгісіз қоспалар үшін және нақты улы компонентті бақылау үшін селективті аспап керек.

KEG TRK Қазақстанда Ion Science PID-детекторларын жеткізеді және аспаптарды өндірісіңіздің заттарына баптауға көмектеседі. Модельді таңдау — PID-детекторды таңдау туралы мақалада.