氣體檢測儀中PID光電離子傳感器的技術原理
光離子化檢測器使用具有特定電離能（如10.6eV）的真空紫外燈（UV）產生紫外光，當有機氣體分子通過在電離室內對氣體分子進行轟擊，把氣體中含有的有機物分子電離擊碎成帶正電的離子和帶負電的電子，在極化極板的電場作用下，離子和電子向極板撞擊，從而形成可被檢測到微弱的離子電流。
通常認為PID 的響應機理是電離電位等于或小于光能量的化合物在氣相中發出光電離。紫外燈光發出一定波長的光子流，經窗**入電離室，載氣分子（C）的電離電位高于光能量，它不被電離。當電離電位等于或小于光能量的組分（AB）進入電離室，即發生直接或間接光電離。歸納起來有如下幾種：
（1）直接電離
被測組分AB 吸收光子（
）直接電離成正離子，放出電子。
（2）間接電離
一種是組分分子吸收光子至激發態（AB*），然后發生電離。
如上所述，在電場作用下，電子e和正離子AB+分別向正、負極流動，形成微電流，產生信號。
光離子化電流計算的數學模型如下：
1、Freedman 提出檢測器中實際測得的離子流（i）可以寫成：
式中：
光輻射強度；F法拉第常數；N阿伏加德羅常數；
組分的吸收橫截面；
激發態分子的電離效率；L光吸收層厚度；［AB］被測物質濃度。
當PID結構固定后，
L就隨之固定，此時PID的摩爾響應R只與
和
有關，既R=i/[AB]=K
。
和
的乘積又稱為光電離橫截面，與物質的電離電位（IP）密切相關。實驗表明，IP是決定PID響應的*重要因素。
2、光離子化電流即單位時間內產生的離子對數目可以表示為：
式中：Ni光離子對數；σi光離子化吸收系數；σ0-其他因素引起的吸收系數；單位時間進入離子化池中的光子數目l光程長；N(t)單位體積內被測物質的分子數，即樣品濃度。
在σtN（t）《1的情況下，式（4）可簡化為：
式（5）表明，只有在樣品池光程l足夠短，樣品濃度足夠低的情況下，被測物質濃度才與光離子化電流成線性關系。同時光離子化電流與真空紫外光強度φ，即單位時間內進入樣品池中光子的數目，成線性關系。
理論上，所有的化學物質都能被離子化，但是它們被電離所需要的能量是不同的。能夠轉移一個電子和電離一個化合物的能量叫電離能，用電子伏特
作為計量單位，電離能越高則氣體結合能越高。紫外燈所發出的能量也可以用電子伏特來計量。如果某種氣體的電離能低于燈發出的能量那么這種氣體將被電離。苯(Benzene)的電離能為9.24
，它能被一個帶10.6
燈的PID檢測到。二氯甲烷(Methyl Chloride)電離能為11.32
，它只能用11.7
燈檢測。一氧化碳(Carbon Monoxide)的電離能是14.01
，現在沒有PID燈能檢測它。電離能(IP)的具體數據在NIOSH手冊中能查到，NIST(美國國家標準技術研究所)的超過11000種化合物的數據庫來確定新化合物的電離能。
PID可測量的物質范圍：
（1）PID可以檢測大多數有機化合物:混合物、碳類化合物。具體包括:有一個苯環的芳香族化合物包括苯，甲苯，乙苯，二甲苯、酮和帶一個羥基的醛類化合物包括丙酮，甲基酮和乙醛、胺和碳氨及氮氨類化合物如二乙基胺、鹵代烴類化合物如三氯乙烯，全氯乙烯、硫化物如硫醇類，磺化物、不飽和鏈烴如丁二烯，異丁烯、醇類如異丙醇，乙醇、飽和鏈烴如丁烷，辛烷。
（2）除了有機化合物，PID還能檢測某些無機物，包括:氨氣、半導體氣體:胂，磷化氫、硫化氫、氧化氮、澳、碘。
（3）PID無法檢測的物質:輻射、空氣(氮氣，氧氣，二氧化碳，水蒸汽)、有毒氣體(一氧化碳，氰化氫，二氧化硫)、天然氣(甲烷，乙烷)、酸類氣體(鹽酸，氫氟酸，硝酸)其它氟化物，臭氧、難揮發物:多氯聯苯，過氧化氫(PCBs)，油脂。
