Photoionisationsdetektoren

Photoionisationsdetektoren (PID) sind elektronische Messgeräte zur Echtzeitbestimmung flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) in der Luft. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Photoionisation, bei dem UV-Licht Moleküle ionisiert. Die erzeugten Ionen werden von einem Elektrodenfeld gesammelt, und der daraus resultierende Strom wird gemessen und in Konzentrationseinheiten umgerechnet.

Prinzip und Messgröße: Eine UV-Lichtquelle mit Photonenergien typischerweise 10,6 eV oder 11,7 eV ionisiert VOC mit geringerem Ionisationspotential. Die thus ionisierten Moleküle erzeugen einen Elektronenfluss, der als Stromstärke gemessen wird. Die Empfindlichkeit hängt stark von der chemischen Struktur des VOC, dem Trombenstoffwechsel, der Lampenlebensdauer, der Feuchtigkeit und der Temperatur ab. Messergebnisse erfolgen oft in ppm- oder ppb-Bereichen und häufig als Isobutylene-Äquivalente angegeben.

Aufbau und Betrieb: Typische Bauformen umfassen eine UV-Lampe, eine Messkammer, Elektroden, ein Elektrometer und die Signalverarbeitung. Viele PID-Geräte sind tragbar oder fest installiert, verfügen über Pumpen zur Probenführung und bieten Alarmfunktionen bei Überschreitung von Grenzwerten. Regelmäßige Wartung umfasst den Lampenwechsel und Kalibrierungen.

Kalibrierung und Einsatzbereiche: Kalibriert wird meist mit Isobutylen (Isobutylene) als Referenzgas. Anwendungen finden sich in Umwelt- und Arbeitsmedizin, Industrieüberwachung, Brand- bzw. Leckagerkennung sowie in Prozess- und Gefahrstoffmonitoring. PID liefern schnelle, qualitativ zuverlässige Anzeigen, jedoch nur als relative Konzentrationen.

Stärken und Begrenzungen: PIDs reagieren breit auf VOC, zeigen jedoch keine klare Spezifität für einzelne Substanzen und ignorieren Inorganik wie CO2 oder CH4. Messungen sind anfällig für Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse sowie Lampenalter; regelmäßige Wartung und Kalibrierung sind erforderlich.