PID detector
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세계에서 가장 작은 Portable VOC - MONITOR |
- 목 차 -
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VOC 란?
[ VOC (Volatile Organic Compobds)는 휘발성 유기 화합물을 말한다.]
그 일 예로서 아래 표시하는 화학 물질을 말한다
- 방향족 (芳香族) : Benzene, Toluene, Xylene, Ethyl-benzene 등..
- Ketone. Aldehyde : Methylethylketone, Acetaldehyde 등..
- 염화탄화수소 : Trichloroethylene, Tetrachloroethylene 등 ..
- 유황화합물 : Mercaptan 등
- Amine. Amide : Dethyamine 등 방향족 (芳香族) : 벤젠 , 톨루앤, 키시렌, 에칠벤젠 등..
[ VOC 중에서도 다음의 유기 화합물은 인체에 대단히 해로우며 대기 오염 방지법에서도 특정물질로 지정하여 우선적으로 감소 시키지 않으면 안 되는 물질로 구분을 하고 있다.]
- 벤젠(Benzene, C6h6) : 화학공장등에서 사용.
- 토리크로로에치렌 (Trichloroethylene) : 기계부품 청소용으로 주로 사용.
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테트라크로로에치렌 (Tetrachloroethylene) : 드라이 크리닝에 주로 사용한다.
VOC 측정 원리
측정 대상의 Gas를 흡입(Pump 이용)하여 아래의 그림과 같이 Gas를 측정 Cell에 접촉을 시킨다.
측정 Gas에 자외선 (紫外光)을 쪼이면 (照射) Gas중의 VOC는 그 Gas의 물리적 성질( 이온화 wjs위) 에 따라 이온화되고 그 이온을 전극으로 집전 시킴으로서 VOC농도에 비례한 검출전류를 얻을 수가 있다.
이와 같은 검출기를 광 이온화 검출기 ( P I D : Photo Ionization Detector)라고 한다.
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P I D 검출기의 특징
- 쉽게 이용할 수 있는 램프와 센스
- 습도의 간섭을 받지 않는다.( FID 사용시 수분이 많을 경우 불꽃이 꺼질 수 있음)
- 직선성 개선
- 감도의 증가
검출기의 구조는 개략적으로 위의 그림과 같다. 원통형의 여기전극을 채용하였고 또한 UV광이 Sample Gas 를 흐름과 직교( 直交)하는 구조로 구성이 되었기 때문으로 소형으로 고성능의 VOC의 측정이 가능하다.
측정 가능한 Gas의 종류
VM30, VM76 Type은 측정원리에서 말한 것과 같이 Gas중의 VOC에 자외선 (Energy 10.6 eV)를 조사하여 Gas를 이온화하여 VOC를 측정한다.
VOC Gas가 측정되기 위하여서는 적외선에 의한 Gas가 이온화되지 않으면 안 된다. 이온화의 현상은 쪼이는 광의 에너지 레벨과 Gas의 특유의 성질에 의하여 이온화 전위가 정해지고
- 자외선의 에너지 보다 작은 이온화 전위를 가진 Gas는 이온화가 가능함.
- 자외선의 에너지 보다 높은 이온화 전위를 가진 Gas는 이온화가 되지 않는다.
- VM30, VM76으로 VOC의 측정이 가능한 Gas는 다음과 같다.
- 방향족 (芳香族) : Benzene, Toluene, Xylene, Ethyl-benzene 등..
- Ketone. Aldehyde : Methylethylketone, Acetaldehyde 등..
- 염화탄화수소 : Trichloroethylene, Tetrachloroethylene 등 ..
- 유황화합물 : Mercaptan 등
- Amine. Amide : Dethyamine 등
- 불포화탄화수소 : 이소부칠렌, 부타디엔 등
- 알콜 : 에타놀, 이소프로파놀 등
- 포화탄화수소(지방족) : 부탄, 헥산 등
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VM30, VM76으로 VOC의 측정이 불가능한 Gas는 아래와 같다.
- 질소(N2), 산소, 이산화탄소, 수증기 등
- 일산화탄소, 시안화수소, 이산화유항 등
혼합 Gas의 VOC의 측정도 가능하다. 측정하고자 하는 각각의 Gas의 이온화 전위에
대응하는 Total의 출력 특성을 표시한다. 그러나 각Gas의 농도의 측정은 불가능하다.
교정 / 보정 방법
VM30, VM76의 출력 특성은 Gas 성분의 이온화 전위의 상이(相異)에 따라 틀리게 된다. 그 때문에 측정 Data를 보편화(普遍化) 하기 위하여서는 교정용 기준Gas로 Isobutylene Gas(C4H8)를 사용한다.
교정용 Gas를 이용하여 VM30, VM76을 교정하여 사용한다. 측정Gas의 농도를 Monitor 하는 경우 측정하려는 Gas의 농도 / 출력특성에서 보정계수 (CF)를 정하고, 연산에 의하여 농도를 지시하도록 하였다. 아래의 보정계수 (CF)의 예를 표시한다. CF는 VM30, VM76에 똑 같이 설정하는 것이 가능하고 연산된 Data를 직접 구하는 것이 하다, 예를 들어 Trichloroethylene을 Monitor하는 경우 이소부치렌 Gas로 교정한후 CF(=0.52)를 설정을 함으로 Trichloroethylene의 농도를 직접 측정을 하는 것이 가능하다.
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측 정 대 상 Gas |
C F |
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- Isobutylene (기준 Gas) |
1.0 |
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- Benzene |
0.53 |
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- Trichloroethylene |
0.52 |
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- Tetrachloroethylene |
0.58 |
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- Acetone |
1.1 |
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- 염화(염화) 비닐 |
2.0 |
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- 초산 Butylene |
2.6 |
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- Styrene |
0.42 |
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- Toluene |
0.5 |
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- Methyl Ethyl Ketone |
0.86 |
VOC MONITOR의 특징
- 많은 종류의 VOC를 고감도로 검출한다 .-----> 최소 분해 능력 0.1 ppm
- Zero점의 안정
- 고속 응답 -----> 90% 응답이 3 sec' 이하 (VM76)
- 보정계수 (CF)의 설정에 의하여 많은 종류의 VOC Gas를 간단하게 측정한다.
- Data Logging 기능
* VM76 : 50 Point (STD), 16000 Point (option)
* VM30 : 4,000 Point - 전용의 Software에 의하여 PC에서 Data의 해석이 가능하다.
- 본질안전방폭 -----> CENELEC EEx ia II C T4, UL class1 Division1 Group A, B, C, D
- Analog 출력 -----> 0 ~ 1 V DC (VM76)
- LED 점멸, 경보음에 의한 경보출력
VOC-MONITOR의 중요 사양
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항 목 |
VM76 |
VM30 |
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측정 대상 |
VOC, 광에 의하여 이온화가 가능한 Gas |
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측정 범위 |
0 ~ 1.999 ppm |
0 ~ 2.999 ppm |
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측정 정도 |
± 2 ppm 또는 10% of Reading |
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90% 응답 |
3 sec 이하 |
20 sec 이하 |
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표시 |
Back light부 LCD |
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출력 |
RS232 interface, 경보 - Lamp, 경보 - Buzzer |
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0 ~ 1V DC Analog |
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data Logging |
50 Point (Option 16,000) |
4,000 Point |
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연속 측정 시간 |
연속 10 시간 |
연속 12 시간 |
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Sampling 방식 |
내장 Pump 흡입(400ml/min) |
내장 Fan에 의한 흡입 |
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방폭 |
본질안전방폭 CENELEC EEx ia II C T4, UL class1 Division1 Group A, B, C, D |
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구조 |
휴대형 / Battery구동 |
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외형 Size |
180 * 69 * 46 mm |
152 * 44 * 25 mm |
Labo Gaschro와의 상관관계
배출Gas의 MONITOR
VM76으로 배출Gas의 Monitoring을 간단하게 할수 있다.
- 배기구에서의 농도를 직접 그리고 연속적으로 VOC의 MONITOR가 가능하다.
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Logging한 Data를 전용의 Software에 의하여 PC를 이용하여 간단하게 정리하며 Graph의 작성이 가능하며 Data의 해석, 보고서의 작성등을 효율적으로 할 수 있다.
- 아래의 그림은 실제 배출가스의 농도의 측정한 예를 표시하였다.
- 이것은 1분 간격으로 측정 Data를 VM76으로 Logging하여 PC에서 Graph화 한 것이다.
개인 폭로량(個人 暴露量)의 Monitoring
- 아래의 그림과 같이 VM30을 상의의 Pocket에 Grip해둠으로서 작업환경을 자동적으로 Monitor 하는 것이 가능하다.
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- 연속 사용 시간 : 12시간 사용 가능 - VM 30은 무게 180g 정도로 가볍다 |
- Monotoring의 주기는 1초에서 1시간의 간격으로 자유롭게 설정이 가능하기 때문에 돌변하는 폭로량도 측정이 가능하다.
- Data를 VM 30으로 Logging해 두고 전용의 Software를 이용하여 PC에서 Data를 처리하고 Graph의 작성 보고서의 작성등을 간단하게 처리할 수 있다.
- 위험 상황에서의 대처를 하기 위하여 Buzzer가 동작하도록 구성되어 있다.
- VM 30을 이용하여 인쇄소에서의 개인 폭로량을 Monitor한 예를 표시하였다.
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30 sec' 평균 Data는 폭로량의 급격한 변동을 파악할 수 있다.
작업 환경의 Monitoring
- Gas를 직접 흡입하여 즉각 고감도(분해능 : 0.1 ppm)로 신속(90%응답시간 : 3초)하게 측정하는 것이 가능하다.
- Data를 VM76에 Logging하여 두고 전용의 Software를 이용하여 PC에서 Data를 처리, Graph작성과 보고서 작성 등이 간단하게 이루어 진다.
- 위험 상태에서는 경보 Buzzer가 동작한다.
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종래의 방법과 비교하여 Gas의 Sampling. 분석. 해석의 순서가 비약적 으로 개선되며 분석 작업자의 작업 분담이 경감되는 장점이 있다.
도장 공장에서의 VOC측정 결과
(주 : 상기 Data는 표준Gas로 Calib'하지 않은 상태에서 측정한 결과입니다.)
토양 오염의 조사와 개선
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토층의 오염 측정
ISO14000에서의 활용
- ISO 14000에 준하는 환경개선시책에 위력을 발휘 합니다. [ 배출가스 ] [ 작업환경 ] [ 개인폭로량 ] 의 각항을 참조 바람니다.
출처: <http://brainst.co.kr/voc/voc-meter.htm>
Photoionization of Methane: Ionization Potential and Proton Affinity of CH4
The relative photoionization cross section of methane has been measured at room temperature and at liquid‐nitrogen temperature. The data show that the ionization potential of methane is 12.615 ± 0.010 eV or lower. This result is discussed and compared with those obtained by photoelectron spectroscopy. The photoionization‐efficiency curve of CH5 + was also measured and found to have the same threshold as that of CH4 +. This observation sets a lower limit on the proton affinity of methane, namely PA(CH4) ≥ 5.46 eV. Consideration of other data supports the value PA(CH4) = 5.50−0.05 +0.20 eV.
출처: <http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jcp/54/10/10.1063/1.1674669>
출처: <http://www.electrogasmonitors.com/portfolio-items/minirae-3000/>
많이 사용되는 모델 .. 하나 MiniRAE 3000
