pid檢測(cè)器的原理是什么

恒測(cè)智能儀表

pid檢測(cè)器的原理是什么？

量控先鋒

　　PID檢測(cè)器是一種常用于氣體分析和空氣質(zhì)量檢測(cè)的儀器，尤其在環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)安全、氣體泄漏檢測(cè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過光電離作用，檢測(cè)氣體的濃度，能夠快速、靈敏地檢測(cè)到許多有機(jī)和一些無機(jī)氣體。
　　PID檢測(cè)器的工作原理：
　　1. 光電離原理：
　　PID的核心原理是利用紫外光（UV光）將氣體分子電離。在PID中，氣體樣品首先被引入檢測(cè)室，然后被紫外光照射。紫外光的能量足夠高，能夠?qū)怏w分子中的電子打散（電離）。這些電子和正離子在電場(chǎng)的作用下會(huì)形成電流，這個(gè)電流的強(qiáng)度與氣體的濃度成正比。
　　紫外光源：PID使用一種紫外燈（通常是氘燈或低壓汞燈）作為光源，發(fā)射高能紫外光。
　　電離過程：紫外光照射到氣體分子時(shí)，會(huì)將電子從分子中打出來，使氣體分子電離，產(chǎn)生自由電子和帶正電的離子。不同的氣體分子有不同的電離能，因此不同氣體的電離效率也不同。
　　2. 離子和電子的檢測(cè)：
　　在電場(chǎng)的作用下，離子和電子會(huì)向電極移動(dòng)，形成一個(gè)可以被測(cè)量的電流。檢測(cè)器的電極通常位于電離室的兩端，形成一個(gè)電場(chǎng)。電流的強(qiáng)度與氣體中電離分子的數(shù)量成正比。
　　電流與氣體濃度的關(guān)系：PID儀器通過測(cè)量產(chǎn)生的電流來估算氣體濃度。電流大小與氣體的濃度成線性關(guān)系，因此可以通過電流的變化直接得出氣體濃度。
　　3. 選擇性和靈敏度：
　　PID檢測(cè)器的靈敏度與紫外光的波長(zhǎng)、氣體的電離能、光源的強(qiáng)度等因素有關(guān)。由于紫外光照射產(chǎn)生的離子和電子主要由氣體分子的電離產(chǎn)生，PID對(duì)不同氣體的選擇性較差，因此需要根據(jù)氣體的電離能來調(diào)節(jié)光源的波長(zhǎng)，從而優(yōu)化對(duì)特定氣體的靈敏度。
　　4. 校準(zhǔn)和操作：
　　為了確保PID的準(zhǔn)確性，通常需要使用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行定期校準(zhǔn)。由于不同氣體的電離能差異較大，某些氣體可能需要使用特定的波長(zhǎng)來優(yōu)化檢測(cè)。
　　PID檢測(cè)器通過紫外光電離氣體分子，產(chǎn)生電子和離子，然后通過測(cè)量電流強(qiáng)度來推算氣體濃度。其高靈敏度、快速響應(yīng)和廣泛適用性使其成為環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)安全等領(lǐng)域的重要工具。不過，PID的選擇性相對(duì)較差，需要通過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)和波長(zhǎng)選擇來優(yōu)化檢測(cè)特定氣體的性能。

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PID檢測(cè)器的原理是利用紫外燈（UV）光源將有機(jī)物分子電離成可被檢測(cè)器檢測(cè)到的正負(fù)離子，然后通過檢測(cè)器測(cè)量離子化了的氣體的電荷并將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)氣體濃度的測(cè)量。

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PID檢測(cè)器（PID Controller，比例-積分-微分控制器）原理主要基于通過調(diào)節(jié)比例、積分、和微分三個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精確控制。PID控制器常用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)，如溫度、壓力、流量、速度等的控制。下面是PID控制器的三個(gè)組成部分及其原理：
1. 比例（Proportional, P）

比例項(xiàng)是控制器的基礎(chǔ)，它通過計(jì)算控制變量的偏差來調(diào)整系統(tǒng)輸出。偏差是目標(biāo)值與當(dāng)前值之間的差異。比例項(xiàng)的作用是通過根據(jù)當(dāng)前偏差（誤差）來調(diào)整輸出，產(chǎn)生一個(gè)即時(shí)的響應(yīng)。

公式：

P=Kp×e(t)
P=Kp?×e(t)

其中：

    PP 是比例控制量。
    KpKp? 是比例增益，調(diào)節(jié)控制器響應(yīng)的強(qiáng)度。
    e(t)e(t) 是當(dāng)前時(shí)刻的偏差，即目標(biāo)值與實(shí)際值之間的差距。

作用： 增加比例項(xiàng)可以使控制器對(duì)偏差做出更敏感的反應(yīng)，但過高的比例增益會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過度反應(yīng)，可能出現(xiàn)振蕩。
2. 積分（Integral, I）

積分項(xiàng)負(fù)責(zé)消除長(zhǎng)期的偏差。即使是較小的偏差，積分項(xiàng)也會(huì)累積起來，通過積分計(jì)算來產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償量，消除長(zhǎng)期存在的穩(wěn)態(tài)誤差。它考慮的是誤差的歷史值，隨著時(shí)間積累，控制輸出會(huì)不斷增大，以消除偏差。

公式：

I=Ki∫e(t)?dt
I=Ki?∫e(t)dt

其中：

    II 是積分控制量。
    KiKi? 是積分增益，決定積分項(xiàng)對(duì)誤差的累積反應(yīng)程度。
    e(t)e(t) 是當(dāng)前的誤差，積分項(xiàng)對(duì)誤差的時(shí)間累積進(jìn)行調(diào)整。

作用： 積分項(xiàng)能夠消除系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)誤差，但過強(qiáng)的積分作用會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)“過度補(bǔ)償”，出現(xiàn)系統(tǒng)的震蕩或過度調(diào)整。
3. 微分（Derivative, D）

微分項(xiàng)通過計(jì)算誤差的變化率（即偏差的變化速率）來預(yù)測(cè)未來的誤差，提前進(jìn)行調(diào)整。微分項(xiàng)的作用是減少系統(tǒng)的過沖（overshoot）和震蕩，幫助系統(tǒng)更平穩(wěn)地達(dá)到目標(biāo)值。它主要考慮誤差變化的速率，而不是當(dāng)前誤差的大小。

公式：

D=Kdddte(t)
D=Kd?dtd?e(t)

其中：

    DD 是微分控制量。
    KdKd? 是微分增益，調(diào)節(jié)微分項(xiàng)對(duì)誤差變化速率的反應(yīng)。
    ddte(t)dtd?e(t) 是誤差的變化率。

作用： 微分項(xiàng)有助于減少系統(tǒng)的震蕩和過度反應(yīng)，尤其是在系統(tǒng)接近目標(biāo)時(shí)，能夠平滑控制過程。但過強(qiáng)的微分作用可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)噪聲過于敏感。
PID控制器的綜合作用：

PID控制器通過將比例、積分、微分三項(xiàng)加權(quán)組合，可以在大多數(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)既能快速響應(yīng)又能消除穩(wěn)態(tài)誤差，同時(shí)保持系統(tǒng)的平穩(wěn)性。

控制器輸出公式：

u(t)=Kp?e(t)+Ki∫e(t)?dt+Kdddte(t)
u(t)=Kp??e(t)+Ki?∫e(t)dt+Kd?dtd?e(t)

其中：

    u(t)u(t) 是控制器的輸出（即控制量，用來調(diào)整系統(tǒng)的輸入）。
    KpKp?、KiKi?、KdKd? 分別是比例、積分、微分增益系數(shù)。

yosh1222

PID檢測(cè)器（光電離檢測(cè)器）原理是利用紫外線燈電離目標(biāo)氣體分子，產(chǎn)生的離子電流與氣體濃度成正比，通過測(cè)量電流來確定氣體濃度。

久隆科技

利用紫外燈將VOCs電離成離子，通過測(cè)量離子電荷轉(zhuǎn)化成的電流信號(hào)來反映VOCs濃度。

銳思電子

PID檢測(cè)器利用紫外燈光電離特定化合物，產(chǎn)生電流信號(hào)，通過測(cè)量電流強(qiáng)度來定量分析氣體中揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度。