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보정계수 (CF : Correction Factor)를 이용한 현장 교정을 통해 실제 농도값을 얻을 수 있습니다.

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PID Correction Factors

광 이온화 검출기(PID)는 알코올 및 용매와 같은 많은 휘발성 유기 화합물(VOC)과 암모니아 및 황화수소와 같은 일부 무기 화합물을 포함한 광범위한 화학 물질에 반응합니다.

측정할 화합물을 사용하여 PID를 보정하면 디스플레이에 해당 화합물의 농도가 직접 표시됩니다. 그러나, 측정될 화합물의 가스 표준을 얻는 것은 종종 어렵거나 비용이 많이 들기 때문에 전형적인 표준가스인 이소부틸렌(IBE: Isobutylene)이 PID를 교정하기 위해 사용됩니다.

[표 1] 에는 이소부틸렌만 교정하여 다른 감도로 수 백 종류의 VOC를 정확하게 측정하는데 사용되는 보정계수 (CF : Correction Factor) 가 나와 있습니다. 이소부틸렌은 비용이 저렴하고, 쉽게 구입이 가능하며, 독성이 낮고, 튜브 연결부에서 흡착 손실이 발생하지 않는 장점이 있습니다.

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♠ 보정계수(CF : Correction Factor) 정의

PID를 이소부틸렌으로 보정하고 다른 화합물을 측정하는데 사용하면 판독 값에 보정 계수를 곱하여 실제 농도를 얻습니다.

True Concentration = Reading x CF

예를 들어, 단위를 IBE로 교정했지만 CF 3.9로 아크롤레인을 측정하는데 사용되었고 판독 값이 10ppm인 경우, 아크롤레인의 실제 농도는 10 x 3.9 = 39ppm 입니다. mPower VOXI 시리즈 PID는 약 450개,  NEO 시리즈 PID는 내장 라이브러리에 약 200개의 보정 계수가 있습니다. 적절한 인자를 불러오면 단위는 정확한 판독 값을 화합물의 실제 농도로 직접 표시합니다. CF<1의 화합물은 IBE보다 민감하지만 CF>1의 화합물은 IBE보다 덜 민감합니다.

알 수 없는 화합물 또는 혼합물

VOC의 특성을 알 수 없는경우, PID는 적절한 요인을 적용하거나 실제 농도를 계산할 수 없습니다. 이러한 경우, 반응은 "이소부틸렌 - 등가" 반응으로 간주됩니다. 알려진 혼합물(예: 페인트 용매)의 경우 혼합물의 전체 CF는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

CFmix = 1 / [X1/CF1 + X2/CF2 + …. Xn/CFn]

여기서 Xn과 CFn은 각각 성분 n의 몰 분율과 보정 계수인 경우(페인트 용제의 경우 MSDS에서 몰 분율을 구할 수 있다). 그러나 시간이 지남에 따라 혼합물이 가변적이면 다시 정확한 CF나 농도를 계산할 수 없습니다.

매트릭스 가스 효과

이러한 CF는 별도의 언급이 없는 한 대기 중 측정에 적용됩니다. 대부분의 경우 매트릭스 가스 효과는 무시할 수 있지만 비정상적인 상황에서는 수정이 필요할 수 있습니다.

  • 100%의 산소는 순수한 질소에 비해 VOC 반응을 약 60% 줄입니다. 따라서 순수한 N2의 수치는 공기보다 약 20% 높습니다 (78% N2/21% O2).
  • 수소 / 헬륨 / 아르곤은 Oxygen Quenching을 제거하는 것 외에는 거의 영향을 미치지 않으므로 공기와 비교하여 VOC 반응이 약 20% 증가합니다.
  • 메탄 / 프로판은 약 1부피 % 이상의 농도에서 상당한 Quenching을 유발합니다. 따라서 순수 천연가스 또는 액체 석유가스에서는 PID 측정을 수행할 수 없습니다. 어떤 경우에는, 급랭을 피하기 위해 연료가스를 100배로 희석할 수 있고, 관심있는 작은 구성요소에 여전히 측정 가능한 응답을 가질 수 있습니다.
  • 수증기, 실온에서 100%에 가까운 습도는 VOC에 대한 PID 응답을 약 40% 줄일 수 있습니다. 50% 미만의 RH 보정은 일반적으로 필요하지 않습니다. 습도가 높은 환경에서 측정하는 방법에 대한 자세한 내용은 mPower 에 문의하십시오.
  • 100%의 이산화탄소는 공기와 비교하여 VOC 반응을 약 20% 줄입니다.

농도 한계

[표 1] 의 CF는 일반적으로 100ppm 이하에서 측정되었으며, 낮은 ppb에서 수 천 ppm까지의 농도 범위에 적용됩니다. 농도가 높을수록 VOC 반응을 선형화하기 위해 보정이 필요해지기 때문에, 검출의 정확도가 떨어지고 이러한 보정은 각 화합물마다 조금씩 다릅니다. 최상의 정확도를 얻으려면 예상되는 VOC 판독 값의 일반적인 범위의 농도로 교정하는 것이 좋습니다.

화합물의 식 및 CAS 번호

[표 1] 에서 화학 요약 서비스 번호(CAS No.)와 함께 화학식은 화합물을 고유하게 식별하는 수단을 제공합니다.

복합 비등점

비등점이 약 100°C 미만인 화학 물질은 VOXI, NEO 시리즈 PID에서 불과 몇 초의 매우 빠른 응답 시간을 제공합니다. 비등점이 높을수록 반응속도가 느려지므로 200°C에서 비등하는 화합물은 꾸준한 측정 값을 얻는데 1분 정도 걸릴 수 있습니다. 더 높은 비등점에서 필터 및 유입 튜브 및 연결부 상의 증착에 의해 화합물 증기가 손실되는 경향이 있기 때문에 정확도가 손상되기 시작합니다. 테르미놀 VP-1과 같은 화합물의 경우 b.p. PID는 257°C에서 정확한 농도의 판독 값을 제공하지 않고 주로 누출 감지기로 작동합니다. 300℃의 비점은 검출 가능한 화합물의 상한입니다.

TWA

TWA(Time-Weighted Average)는 작업자 노출에 대한 선량 제한입니다. PID는 산업위생 목적으로 사용될 때 일반적으로 측정해야 하는 화합물의 독성 및 농도 범위의 추정치를 제공하기 위해 표에 포함되어 있습니다.

[ 표 1 ] PID에 의한 다양한 화합물 측정을 위한 보정 계수

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* TWA taken as ACGIH 8-hr value wherever available. A few of these are AIHA WEELs or NIOSH RELs.
C = Ceiling, STEL = Short Term Exposure Limit
MAK = German Maximum Allowable Concentration