更新时间：2022-08-25 18:58
光离子化检测器（Photoionization Detector， PID）是一种通用性兼选择性的检测器，对大多数有机物都有响应信号，美国EPA己将其用于水、废水和土壤中数十种有机污染物的检测。光离子化检测器从结构上可分为光窗型和无光窗型两种。
光离子化作为一种检测手段已有三十多年的发展历史。早在1957年Robinson首先报导了这种仪器的研制。1961年Loveloek评论了色谱分析各种离子化技术，其中包括光离子化和火焰离子化检测器 (FID)。1984年Devenport和Adlard对光离子化检测器作了评述。六十年代和七十年代期间，与其它检测器相比，PID发展迟缓，被认为是没有实际应用前途的一种分析技术，几乎被人们遗忘。1974年前后， PID研制取得了突破性进展，进入了实用阶段。
1976年，美国的HNU公司推出了首批PID商品仪器，一出现就引起了美国、加拿大、前苏联、日本等国色谱分析工作者的重视。稍晚一些时候，原加拿大 的Photovac公司推出了超灵敏有毒气体分析仪，美国的Tracor公司和The Environmental Instruments公司推出了PID，日本的纪本公司推出了光离子化有机溶剂测试仪。同时，Perkin—Elmer公司和美国橡树岭国家实验室等著名公司和实验室也先后开展具有自己特色的光离子化仪器的研究工作。
随着技术的快速进步，美国的华瑞(RAE)、英思 科(Indsci)、热电 、梅思安(MSA)、OI、SRI、 Photovac、HNU、PE等公司、英国的离子科学(Ion Sci— ence)公司均推出自己特色的PID系列产品。1993年 RAE推出世界上第一台个人用便携式光离子化检测仪MicroRAE，2004年RAE推出世界上第一台结合 TVOC、可燃性气体、氧气、硫化氢和一氧化碳传感器 于一体的佩戴式密闭空间进入气体检测仪En— tryRAE。
中国科学家在PID方面的进展也很迅速，中国科 学院生态环境研究中心于1987年6月就开展了光离 子化气体分析仪的研制工作，经过两年的努力，研制出了我国第一台光离子化气体分析仪—110型光离子化气体分析仪。复旦大学电光源研究所和复旦大学科学仪器厂也于1988年8月研制出便携式光电离有害气体检测仪。
最值得提出的是，在2005年结束的第十一届北京分析测试学术报告展览会（BCEIA2005）上，北京东西分析仪器有限公司研制出的GC一4400型便携式光离子化气相色谱仪获得金奖。显示了我国气相色谱仪生产厂家实施跨越式发展的决心和勇气，同时也标志着我国在色谱的微型化技术方面已跻身国际先进行列。
光离子化检测器使用具有特定电离能（如10.6eV）的真空紫外灯（UV）产生紫外光，在电离室内对气体分子进行轰击，把气体中含有的有机物分子电离击碎成带正电的离子和带负电的电子，在极化极板的电场作用下，离子和电子向极板撞击，从而形成可被检测到微弱的离子电流。这些离子电流信号被高灵敏度微电流放大器放大后，一方面经数据采集卡采样后直接送入计算机的COM口，通过色谱分析平台对测量结果进行分析和处理。另一方面经电路放大和数据处理，送至显示器显示出浓度等参数值。主要由光离子化室、微电流放大器和数据采集等几部分组成。
光离子化检测器从结构上可分为光窗型和无光窗型两种。
这是一种利用微波能量激发常压惰性气体产生的等离子体，作为光源的光离子化检测器（Microwave Photo-ionization detector），以石英或硬质玻璃管材料制作。当样品的组分进入光离子化检测器离子化室后，分子组分被高能量的等离子体激发为正离子和自由电子，在强电场的作用下作定向运动形成离子流并输出信号;当分子的电离能高于光子能量时则不会发生离子化效应。如选用氦气作为放电气体，在理论上可检测一切气化的物质。
它克服了无窗口式光离子化检测器的许多缺陷，主要由紫外光源和电离室组成，中间由可透紫外光的光窗相隔，窗材料采用碱金属或碱土金属的氟化物制成。在电离室内待测组分的分子吸收紫外光能量发生电离，选用不同能量的灯和不同的晶体光窗，可选择性地测定各种类型的化合物，其过程如下：
不同的紫外灯光有不同的放电气体。不同能量的光子，使用11.7ev的高能灯和氟化锂(LiF)光窗时，光离子化检测器可作为通用型检测器;当使用低能量灯时，待测组分的范围变窄，此时光离子化检测器为选择性检测器。
影响光离子化检测器的因素
（1）光离子化检测器的响应与待测组分的碳数、烃的不饱和度以及功能团类型有关。
（2）选用气体的电离势要高于所用灯的光子能量。氩通常认为是最佳响应的理想气体。
光离子化检测器系统构成 检测器的系统构成如图（1）所示，其主要部件包括敏感头单元（紫外灯，电离室，电极等），信号检测电路，微控制器，显示电路，人机接口电路和声光报警电路等。 被紫外灯电离的待测气体形成了离子，离子在极板电压的作用下，定向移动形成微弱电流。
在外界条件（电离室结构，紫外灯强度）固定的条件下，电流的大小与气体的浓 度为线性关系。系统采用微弱信号检测电路，实现浓度→微弱电流→电压的线性转换，电压经过 差分放大后输入给单片机，由单片机控制信号的存储和显示，并将电压值转换为相应的浓度值输出。
（1）光离子化检测器对大多数有机物可产生响应信号，如对芳烃和烯烃具有选择性，可降低混合碳氢化合物中烷烃基体的信号，以简化色谱图。
（2）光离子化检测器不但具有较高的灵敏度，还可简便地对样品进行前处理。在分析脂肪烃时，其响应值可比火焰离子化检测器高50倍。
（3）具有较宽的线性范围（107），电离室体积小于50μe，适合于配置毛细管柱色谱。
（4）它是一种非破坏性检测器，还可和质谱、 红外检测器等实行联用，以获取更多的信息。
（5）光离子化检测器和火焰离子化检测器联用，可按结构区分芳烃、烯烃和烷烃，从而解决了极性相近化合物的族分析问题。它还可与色谱微波等离子体发射光谱相媲美，并且直观，方法简便。
（6）可在常压下进行操作，不需使用氢气、空气等，简化了设备，便于携带。
曾亚娣等较全面地考察所研制的光离子化检测器，其基本性能：
（1）分别采用9.5ev、10.2ev、11.7ev三种能量的光离子化检测器检测了9种烷、烯、苯系物和萘有机物，结果表明，光离子化检测器对不同结构化合物的灵敏度存在较大的差别（噪声水平在10-11~10-14之间），在三种灯能量的光离子化检测器中，能量为10.2ev，灵敏度最高，按灯能量的减少其灵敏度逐步降低（9.5ev的光离子化检测器对萘的响应例外）。
（2）为描述光离子化检测器的定量和定性特征，用10.2ev灯源的光离子化检测器检测了烷、烯、苯系物、醇、酯、胺、多环芳烃等60种有机物的相对克分子响应和PID/FID归一化响应比（NR），结果表明，不同的结构对PID的相对灵敏度存在较大的差别，因而在定量分析时需作校正。PID/FID归一化响应比的顺序为芳烃>烯烃>烷烃，在低碳范围内，这几类化合物的PID/FID归一化响应比值相差更为明显。即显示出光离子化检测器有较强的选择性，所以利用NR值可对复杂混合物进行分类定性。
（3）用三种灯源的光离子化检测器对烷、烯、甲苯、芳烃、多环芳烃等10种化合物进行测定，PID/FID归一化响应比及选择比的结果表明，9.5ev灯能的检测器，虽然其烯烃/烷烃和单核芳烃/烷烃的选择比都比10.2ev检测器有所下降，但它对苯乙烯和多环芳烃的选择比都比10.2ev检测器高2~5倍。此外，9.5ev的光离子化检测器对苯环含有斥电子基团的物质(如碘代苯、对甲苯胺、酚等)也具有很高的选择性。
（1）饮用水
美国EPA制订了饮用水和土壤中有机物分析方法（502.1、502.2、503.1、8020/8021），其中方法502.2使用HP2502.2毛细管柱（长60m，内径530um，膜厚3um）、HP5890GC/ELCD2PID系统，测定了饮用水中60种挥发性有机物。由光离子化检测器检出其中37种化合物，电导检测器检出其中44种化合物。
（2）废水
美国EPA制订了城市和工业排水中有机物的分析方法，在602方法中，使用HP624石英毛细管柱(长30m，内径530μm，膜厚3.0μm)HP5890GC/PID系统，测定了废水中苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、二氯苯等9种可吹脱性芳香族化合物。
Stein使用硅胶、木炭、XAD-2、Tenax、Chromosorb、Porapak等吸附剂富集硫醇类化合物，认为可用光离子化检测器，有效地检测甲基硫醇、乙基硫醇、三丁基硫醇、二丁基硫醇、丙基硫醇和正丁基硫醇等化合物。Tassel使用填充柱GC/PID测定了甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇、丁基硫醇等6种硫醇类化合物。
王小宇等利用微波能量在常压激发惰性气体氩或氦，产生的等离子体作为光致电离源的气相色谱光离子化检测器，并考察了这种检测器的响应与微波功率以及进样量的关系。使用填充柱SC-6型GC/PID测定了苯、二硫化碳、四氯化碳、四氯乙烯、甲酸等化合物，最小检则量在10-8~10-10克的水平。