FID氫火焰離子化檢測（VOCs）是基于氫火焰離子化檢測（FID）技術，通過氫火焰燃燒使揮發性有機物（VOCs）離子化，將離子流信號轉化為濃度數據的專用分析儀器，核心用于總烴（THC）、非甲烷總烴（NMHC）、甲烷（CH?） 等 VOCs 組分的在線監測或實驗室分析。其核心優勢在于廣譜響應、高靈敏度、抗干擾強，能精準捕捉烴類化合物濃度變化，是 VOCs 污染防控、環保合規監測的 “核心利器"，廣泛應用于工業排放、環境空氣、過程控制等場景，為企業達標排放和環保部門監管提供數據支撐。

一、核心工作原理

1. 技術原理

FID 設備的檢測核心是氫火焰離子化室，工作流程如下：

樣品引入：VOCs 樣品（氣體 / 經預處理的液體）通過采樣系統進入離子化室；

火焰燃燒：氫氣與空氣按一定比例混合（通常 H?: 空氣 = 1:10），在燃燒器頂端形成穩定氫火焰（溫度約 2100℃）；

離子化反應：VOCs 分子在高溫火焰中發生裂解和離子化，產生帶正電的碳離子（如 C?）和電子；

信號采集：離子化室兩端的極化極（正電壓）與收集極（負電壓）形成電場，捕獲離子流并轉化為微弱電信號；

濃度計算：電信號經放大器放大后，通過數據處理系統根據 “離子流強度與 VOCs 濃度成正比" 的關系，結合校準曲線計算出 VOCs 濃度。

2. 技術優勢（對比其他 VOCs 檢測技術）

對比維度FID（氫火焰離子化）PID（光離子化）GC-MS（氣相色譜 - 質譜）

響應范圍幾乎所有含 C-H 鍵的 VOCs（非甲烷總烴、總烴）低分子量 VOCs（如苯、甲苯），對高碳烴響應弱可識別具體 VOCs 組分（如苯、甲醛）

檢測限低（0.01ppm~0.1ppm）極低（0.001ppm~0.01ppm）極低（ppb 級）

抗干擾性不受水分、CO、CO?干擾，僅對含 C-H 鍵物質響應易受濕度、氧氣影響，部分無機物（如 NH?）有響應抗干擾強，但需復雜預處理

維護成本中等（需氫氣、空氣供應）低（無需氫氣）高（耗材貴、維護復雜）

響應速度快（T90≤1 秒）快（T90≤0.5 秒）慢（單次分析≥10 分鐘）

適用場景在線監測、總量快速檢測便攜式應急監測、現場快速篩查實驗室精準定性定量分析

二、設備核心組成與功能

系統模塊核心部件主要功能

采樣預處理系統采樣泵、過濾器（0.45μm）、冷凝除濕裝置、VOCs 吸附阱采集代表性樣品，去除粉塵、水分、干擾組分，確保樣品純凈

燃燒供氣系統氫氣鋼瓶 / 發生器、空氣壓縮機、流量控制器（MFC）提供穩定比例的氫氣（燃燒氣）和空氣（助燃氣），保障火焰穩定

離子化檢測系統燃燒器、極化極、收集極、微電流放大器實現 VOCs 離子化，捕獲離子流并放大微弱電信號

數據處理系統嵌入式主板、觸摸屏、通訊模塊（4G/5G/RS485）濃度計算、數據存儲、曲線校準、遠程傳輸（支持 Modbus、HJ212）

輔助系統校準接口、安全報警模塊（氫氣泄漏檢測）、溫度控制器支持標準氣校準，保障設備安全運行，維持檢測環境穩定

三、關鍵技術參數（行業主流標準）

參數類別指標范圍

測量范圍常規量程：0-100ppm、0-1000ppm、0-10000ppm；擴展量程：0-100% LEL（爆炸下限）

檢測限≤0.01ppm（甲烷）、≤0.1ppm（非甲烷總烴）

測量精度±1% FS（滿量程）或 ±0.01ppm（取較大值）

重復性≤±0.5%FS

響應時間T90≤1 秒（直接進樣）、T90≤10 秒（帶預處理系統）

環境適應性工作溫度：-20℃~50℃（主機）；相對濕度：0-95% RH（無冷凝）

氣體要求氫氣純度≥99.999%；空氣無油、干燥（露點≤-20℃）

輸出信號模擬量：4-20mA；數字量：RS485（Modbus RTU）、以太網、4G/5G

防護等級主機 IP65，采樣探頭 IP67

合規標準符合 HJ 38-2017《固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》、HJ 604-2017《環境空氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 直接進樣 - 氣相色譜法》

四、主要應用場景

1. 環保監測領域

固定污染源排放監測：化工、印刷、涂裝、石油化工、制藥等行業的廢氣排放口 VOCs（非甲烷總烴）濃度在線監測，確保符合《揮發性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822-2019）等法規要求。

廠界 / 園區 VOCs 監測：工業園區、化工園區的邊界 VOCs 濃度監控，預警無組織排放泄漏，保障周邊環境安全。

環境空氣監測：城市空氣質量自動監測站、區域 VOCs 背景值監測，輔助大氣污染溯源。

2. 工業過程控制

石油化工行業：煉油、化工裝置的工藝氣 VOCs 濃度監測（如儲罐呼吸閥、管道泄漏檢測），優化生產工藝，防止安全事故。

涂裝 / 印刷行業：噴漆房、印刷車間的 VOCs 濃度實時監控，聯動廢氣處理設備（如 RTO/RCO）啟停，提升處理效率。

半導體行業：光刻、蝕刻工藝中 VOCs 尾氣監測，保障生產環境潔凈度。

3. 應急監測與其他場景

應急檢測：突發 VOCs 泄漏事故（如儲罐破裂、管道泄漏）的快速響應，實時監測濃度變化，指導應急處置。

實驗室分析：環境樣品（空氣、廢水）中 VOCs 總量的實驗室定量分析，為科研或污染調查提供數據。

汽車尾氣監測：機動車尾氣中總烴濃度檢測，輔助尾氣排放標準執行。

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