FID氢火焰离子化检测（VOCs）

 FID氢火焰离子化检测（VOCs）是基于氢火焰离子化检测（FID）技术，通过氢火焰燃烧使挥发性有机物（VOCs）离子化，将离子流信号转化为浓度数据的专用分析仪器，核心用于总烃（THC）、非甲烷总烃（NMHC）、甲烷（CH₄） 等 VOCs 组分的在线监测或实验室分析。其核心优势在于广谱响应、高灵敏度、抗干扰强，能精准捕捉烃类化合物浓度变化，是 VOCs 污染防控、环保合规监测的 “核心利器"，广泛应用于工业排放、环境空气、过程控制等场景，为企业达标排放和环保部门监管提供数据支撑。

一、核心工作原理

1. 技术原理

FID 设备的检测核心是氢火焰离子化室，工作流程如下：

样品引入：VOCs 样品（气体 / 经预处理的液体）通过采样系统进入离子化室；

火焰燃烧：氢气与空气按一定比例混合（通常 H₂: 空气 = 1:10），在燃烧器顶端形成稳定氢火焰（温度约 2100℃）；

离子化反应：VOCs 分子在高温火焰中发生裂解和离子化，产生带正电的碳离子（如 C⁺）和电子；

信号采集：离子化室两端的极化极（正电压）与收集极（负电压）形成电场，捕获离子流并转化为微弱电信号；

浓度计算：电信号经放大器放大后，通过数据处理系统根据 “离子流强度与 VOCs 浓度成正比" 的关系，结合校准曲线计算出 VOCs 浓度。

2. 技术优势（对比其他 VOCs 检测技术）

对比维度FID（氢火焰离子化）PID（光离子化）GC-MS（气相色谱 - 质谱）

响应范围几乎所有含 C-H 键的 VOCs（非甲烷总烃、总烃）低分子量 VOCs（如苯、甲苯），对高碳烃响应弱可识别具体 VOCs 组分（如苯、甲醛）

检测限低（0.01ppm~0.1ppm）极低（0.001ppm~0.01ppm）极低（ppb 级）

抗干扰性不受水分、CO、CO₂干扰，仅对含 C-H 键物质响应易受湿度、氧气影响，部分无机物（如 NH₃）有响应抗干扰强，但需复杂预处理

维护成本中等（需氢气、空气供应）低（无需氢气）高（耗材贵、维护复杂）

响应速度快（T90≤1 秒）快（T90≤0.5 秒）慢（单次分析≥10 分钟）

适用场景在线监测、总量快速检测便携式应急监测、现场快速筛查实验室精准定性定量分析

二、设备核心组成与功能

系统模块核心部件主要功能

采样预处理系统采样泵、过滤器（0.45μm）、冷凝除湿装置、VOCs 吸附阱采集代表性样品，去除粉尘、水分、干扰组分，确保样品纯净

燃烧供气系统氢气钢瓶 / 发生器、空气压缩机、流量控制器（MFC）提供稳定比例的氢气（燃烧气）和空气（助燃气），保障火焰稳定

离子化检测系统燃烧器、极化极、收集极、微电流放大器实现 VOCs 离子化，捕获离子流并放大微弱电信号

数据处理系统嵌入式主板、触摸屏、通讯模块（4G/5G/RS485）浓度计算、数据存储、曲线校准、远程传输（支持 Modbus、HJ212）

辅助系统校准接口、安全报警模块（氢气泄漏检测）、温度控制器支持标准气校准，保障设备安全运行，维持检测环境稳定

三、关键技术参数（行业主流标准）

参数类别指标范围

测量范围常规量程：0-100ppm、0-1000ppm、0-10000ppm；扩展量程：0-100% LEL（爆炸下限）

检测限≤0.01ppm（甲烷）、≤0.1ppm（非甲烷总烃）

测量精度±1% FS（满量程）或 ±0.01ppm（取较大值）

重复性≤±0.5%FS

响应时间T90≤1 秒（直接进样）、T90≤10 秒（带预处理系统）

环境适应性工作温度：-20℃~50℃（主机）；相对湿度：0-95% RH（无冷凝）

气体要求氢气纯度≥99.999%；空气无油、干燥（露点≤-20℃）

输出信号模拟量：4-20mA；数字量：RS485（Modbus RTU）、以太网、4G/5G

防护等级主机 IP65，采样探头 IP67

合规标准符合 HJ 38-2017《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法》、HJ 604-2017《环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样 - 气相色谱法》

四、主要应用场景

1. 环保监测领域

固定污染源排放监测：化工、印刷、涂装、石油化工、制药等行业的废气排放口 VOCs（非甲烷总烃）浓度在线监测，确保符合《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）等法规要求。

厂界 / 园区 VOCs 监测：工业园区、化工园区的边界 VOCs 浓度监控，预警无组织排放泄漏，保障周边环境安全。

环境空气监测：城市空气质量自动监测站、区域 VOCs 背景值监测，辅助大气污染溯源。

2. 工业过程控制

石油化工行业：炼油、化工装置的工艺气 VOCs 浓度监测（如储罐呼吸阀、管道泄漏检测），优化生产工艺，防止安全事故。

涂装 / 印刷行业：喷漆房、印刷车间的 VOCs 浓度实时监控，联动废气处理设备（如 RTO/RCO）启停，提升处理效率。

半导体行业：光刻、蚀刻工艺中 VOCs 尾气监测，保障生产环境洁净度。

3. 应急监测与其他场景

应急检测：突发 VOCs 泄漏事故（如储罐破裂、管道泄漏）的快速响应，实时监测浓度变化，指导应急处置。

实验室分析：环境样品（空气、废水）中 VOCs 总量的实验室定量分析，为科研或污染调查提供数据。

汽车尾气监测：机动车尾气中总烃浓度检测，辅助尾气排放标准执行。

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