Anorganische verbindingen zijn verbindingen die geen koolstof-waterstofbinding in hun structuur hebben en dus per definitie geen organische verbindingen zijn. Anorganisch geeft dus al aan dat het niet behoort tot de vluchtige organische stoffen.
Een atoom is de kleinste bouwsteen van een chemisch element (dat zelfstandig kan bestaan en alle eigenschappen van dat element bezit). Atomen kunnen samen een molecuul vormen.
Voorbeeld: H2O is een water molecuul. Dit bestaat uit 2 waterstof atomen en 1 zuurstof atoom.
Een atoom is opgebouwd uit protonen, neutronen in de atoomkern. Daaromheen zweeft een elektronenwolk (bestaande uit elektronen).
Doorgaans bevinden er evenveel negatief geladen elektronen in de elektronenwolk van een atoom, als er positief geladen protonen aanwezig zijn in de atoomkern.
Benzeen is een ringvormige koolwaterstof die voornamelijk vrijkomt in het proces ‘katalytische reforming’ dat wordt toegepast in de olieraffinage om brandstof tot een hoger niveau te brengen. Het heeft de chemische formule C6H6 en komt van nature voor in aardolie en steenkool. 9 van de 10 keer wordt het gebruikt voor de productie van andere stoffen, met name ethylbenzeen. Daarnaast is het stofje te vinden in oplosmiddelen, schoonmaakmiddelen, hars, lijm, smeermiddel etc.Benzeen is kleurloos en heeft een zoete geur. Het is vloeibaar bij kamertemperatuur en verdampt snel, vandaar dat het tot vluchtige organische stoffen behoort. Daarnaast is benzeen zeer brandbaar en lost niet goed op in water. Echter, benzeen is op lage concentraties al schadelijk, vele malen eerder dan dat het explosieniveau is bereikt.De grenswaarde van benzeen is 0,2 ppm of ook wel 0,7 mg/m3.*
Om in dit lage bereik te kunnen detecteren, bestaan er PID meters om specifiek benzeen te kunnen meten.
BTEX is een verzamelnaam voor benzeen, tolueen, ethylbenzeen en tolueen. Het zijn vier vluchtige organische stoffen die gevonden worden in aardolie of aardolie-verwante producten. Alle vier zijn schadelijk voor de gezondheid en kunnen effect hebben op het centraal zenuwstelsel van de mens. Alle vierde stoffen komen voornamelijk vrij in het proces ‘katalytische reforming’ dat veelvoudig wordt toegepast in de olieraffinage om brandstof tot een hoger niveau te brengen. Katalytische reforming is ook van belang voor de productie van btex voor de chemische industrie.
Bumptesten (of bumpen) is een test om na te gaan of een gasdetector nog naar behoren werkt. Een gassensor kan namelijk kapot, zonder dat de gasdetector aangeeft dat er een sensor kapot is.
In een fles met kalibratiegas zitten vooraf bekende concentraties van de gassen die u wilt meten. Wanneer u het gas aanbiedt aan een gasdetector en checkt of de sensoren snel genoeg reageren en (ongeveer) de juiste waarden aangeven, dan heeft u het apparaat gebumptest.
Een PID meter detecteert een groot aantal vluchtige organische stoffen tegelijkertijd. De sensor is een UV lamp die continu schijnt en daardoor gas moleculen detecteert op extreem lage niveau’s (tot wel 0,001 ppm). Echter, de sensor kan (meestal) maar op 1 gas tegelijkertijd worden gekalibreerd waardoor je met correctiefactoren te maken krijgt. In 9 van de 10 van de gevallen is een PID meter gekalibreerd op het gas Isobutyleen, maar voor specifieke toepassingen kan het ook op bijvoorbeeld ethanol, benzeen, of een ander gas worden gekalibreerd.
Isobutyleen is hiervoor gekozen omdat buteen-polymeren niet voorkomen in de natuur en daardoor nooit verstoring veroorzaken bij kalibratie. Wanneer een PID meter wordt gekalibreerd met Isobutyleen gas, betekent dit dat het apparaat 1 op 1 reageert wanneer het Isobutyleen detecteert.
Dit wil zeggen: Wanneer er 100 ppm isobutyleen aan het toestel wordt aangeboden, dan zal de PID meter op zijn scherm 100 ppm aangeven. Maar wanneer vervolgens (bijvoorbeeld) 100 ppm benzeen door het toestel wordt gedetecteerd, geeft de PID meter op zijn scherm +/- 200 ppm aan. Conclusie: Wanneer de PID meter die op isobutyleen is gekalibreerd, wordt gebruikt om benzeen te meten, zal er een correctie moeten worden toegepast van 0,5 op de waarde die op het scherm staat. Dus: 0,5 x 200 = 100 ppm. De correctiefactor voor benzeen is in dit geval 0,5.
De PID fabrikant heeft vaak in laboratorium opstelling voor een tal van vluchtige organische stoffen deze test uitgevoerd en hierdoor is een lijst van correctiefactoren ontstaan.
Dieselmotoremissie, ook vaak afgekort als DME, is heel flauw gezegd de emissie van dieselmotoren. Dus de uitlaatgassen die afkomstig zijn van een verbrandingsmotor die op diesel draait. Diesel wordt gemaakt van ruwe aardolie en is goedkoper dan bijvoorbeeld benzine omdat het een minder zuiver product is en minder verwerking vereist. Het grote nadeel dat daarbij komt kijken is dat wanneer diesel wordt verbrand er (veel) meer schadelijke stoffen vrijkomen.
Het dieselrookmengsel dat daarbij vrijkomt is complex en kunnen we opsplitsen in twee takken:
1. Toxische-, irriterende gassen waaronder stikstofoxiden oftewel de NO-X’en (NO en NO2), koolmonoxide (CO), benzeen, tolueen, formaldehyde en verscheidene vluchtige organische stoffen.
2. Stofdeeltjes. Deze stofdeeltjes bestaan uit elementair koolstof, zware metalen, PAK’s en PCB’s.
DME is ingedeeld in Groep 1-carcinogeen, wat betekent dat ze gezien worden als een duidelijke oorzaak van kanker bij mensen.
Een elektron is een negatief geladen elementair deeltje dat gebonden kan zijn aan een atoom, of zich vrij in de ruimte kan bevinden.
Doorgaans bevinden er evenveel negatief geladen elektronen in de elektronenwolk van een atoom, als er positief geladen protonen aanwezig zijn in de atoomkern.
Ethylbenzeen (C6H5C2H5) heeft CAS-nummer 100-41-4 en komt net als de andere BTEX stoffen voor in aardolie of steenkool. Het wordt voor 99% ingezet voor de productie van plastics, waardoor hier een grote behoefte aan is. Daarom wordt middels een chemische reactie ethylbenzeen gevormd vanuit benzeen + etheen (C6H6 + C2H4 -> C6H5C2H5). Naast plasticproductie vindt ethylbenzeen toepassingen in brandstof, oplosmiddelen of bijvoorbeeld asfalt. Ethylbenzeen heeft een lagere explosiegrens van 1,2 volumeprocent.
"eV" staat voor elektronvolt en staat voor de energie van de lamp die in de PID sensor wordt gebruikt. Een elektronvolt is een zeer kleine hoeveelheid energie:
- 1 eV = 1,602 176 565 × 10−19 Joule
De getallen 9,8 eV, 10,0 eV, 10,6 eV, 11,7 eV, geven dus de energie van de ultraviolette lamp in de sensor van de PID aan. Een PID met een 11,7 eV sensor, beschikt dus over een krachtigere lamp, dan een PID met een 9,8 ev sensor. Dit betekent niet dat een apparaat met een 11,7 eV sensor beter is.
Hier is een uitleg van wat deze specifieke energieniveaus betekenen:
9,8 eV: Dit is de laagste lampsterkte die je gaat tegenkomen in een PID. Deze energie is geschikt voor het ioniseren van gassen zoals benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen (BTEX), en een aantal vluchtige organische stoffen (VOS).
10,0 eV: Afhankelijk van het merk PID meter die je hebt, wordt gebruik gemaakt van een 9,8 eV of een 10,0 eV sensor. In de basis kunnen we stellen dat deze sensor geschikt is voor dezelfde toepassing als de PID met 9,8 eV lamp.
10,6 eV: Een 10,6 eV lamp is het meest 'allround' en dus breed inzetbaar. De lamp is krachtiger en detecteert dus meer gassen dan een 9,8 of 10.0 eV lamp. Het toestel kan worden gebruikt voor het detecteren van. Deze PID zal óók benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen detecteren. Echter, een 9,8 eV of 10,0 eV is daarvoor geschikter omdat je minder 'ruis' hebt van andere gassen die een 10,6 eV lamp kan detecteren.
11,7 eV: Dit is een nog hogere energie die kan worden gebruikt voor het detecteren van gassen met een hogere ionisatiepotentieel, zoals ammoniak.
Fotonen zijn elementaire deeltjes die ook wel lichtdeeltjes worden genoemd. Licht bestaat namelijk uit fotonen, die zich met een golfbeweging met de snelheid van het licht voortbewegen. De foton energie hangt dus af van het soort gas waarmee de gasontladingslamp is gevuld en het soort kristalglas dat is gebruikt voor de afwerking van de PID lamp.
De frisse lucht kalibratie (ook wel nul kalibratie, zero calibration of fresh air calibration) is een verrichting die vanuit het menu kan worden geïnitieerd, maar ook vaak automatisch bij het opstarten wordt uitgevoerd.
Gassen en dampen zijn afhankelijk van temperatuur, luchtvochtigheid, luchtdruk en meer. Dit kan allemaal invloed hebben op de meting.
Bij het opstarten vertellen wij het meetinstrument dat in de huidige meetomgeving (en de temperatuur, luchtvochtigheid en luchtdruk) er 0 ppm vluchtige organische stoffen aanwezig zijn. Zorg dus ook dat deze kalibratie in de frisse lucht wordt uitgevoerd (of in elk geval in een omgeving waar geen vluchtige organische stoffen aanwezig zijn.
Mocht dat niet lukken, dan is het beter om de nul-kalibratie met een actief-koolfilter uit te voeren of desnoods een keer over te slaan.
Een gasontladingslamp is een lamp waarbij licht wordt gemaakt door waarin licht wordt gemaakt door een elektrische stroom door een geïoniseerd gas te sturen.
De lamp bestaat uit een glazen buisje, die gevuld is met een gas. Gebruikte gassen zijn bijna altijd edelgassen zoals neon, argon xenon en krypton. De specifieke gasontladingslamp in een PID gebruikt zout kristallen als raampje, omdat normaal glas de lage golflengtes die nodig zijn om de vluchtige organische stoffen te ioniseren niet doorlaat.
Een ion is een elektrisch geladen atoom of molecuul. Een ion kan positief of negatief geladen zijn door een tekort of een overschot van een of meer elektronen. In een gas kan ionisatie plaatsvinden door energie te leveren met behulp van bijvoorbeeld elektrische stroom. Maar ook door foton-activiteit vanuit UV straling.
Een ion is simpelweg de benaming voor een atoom of molecuul dat een elektrische lading heeft doordat het een of meer elektronen heeft verloren/opgenomen. In het geval van de PID sensor is ionisatie dus het proces waarbij een atoom of molecuul (uit ongeladen toestand) een elektron kwijtraakt.
De ionisatie energie is de minimale elektrische energie die nodig is om een elektron los te trekken van een atoom of molecuul. Elke stof heeft zijn eigen soortelijke ionisatie energie. Een aantal voorbeelden:
Man-down (ook wel: omval beveiliging, noodknop) is een sensor die automatisch detecteert wanneer de drager van het apparaat valt (impact), horizontaal ligt (hoek), of gedurende een langere periode niet beweegt (no-motion). Het meetinstrument kan nu collega’s lokaal alarmeren met een alarm of online alarmeren via e-mail of SMS.
De gasdetectors van het merk Blackline Safety, zoals de G7c of G7 EXO zijn uitgerust met een man-down systeem. Aanvullend kunnen de G7 series worden uitgerust met een PID sensor om vluchtige organische stoffen te detecteren.
Een molecuul is een bouwwerk van atomen en is het kleinste stukje van een materiaal dat nog alle eigenschappen heeft van dat materiaal. Elk molecuul is opgebouwd uit minimaal twee, maar vaak meer atomen die met elkaar verbonden zijn. De samenstelling van een molecuul wordt weergegeven met een molecuulformule. In een molecuulformule wordt van elk element dat in het molecuul voorkomt, het aantal atomen gegeven.Een voorbeeld van een klein molecuul is het zuurstof molecuul: O2.
Een neutron is een deeltje zonder elektrische lading dat voorkomt in atoomkernen. De massa van het neutron is vrijwel gelijk aan die van het proton (het neutron is iets zwaarder), maar het neutron mist de positieve lading van het proton.
Zie Frisse lucht kalibratie
Dit is het eerste signaal boven de 0 ppm dat de PID meter weet om te zetten in een ppm niveau. Soms is dit gelijk aan de resolutie, maar dat hoeft niet altijd en daarom moeten we de termen niet door elkaar halen.
Het bestaat namelijk dat een apparaat een resolutie heeft van 0,1 ppm. Maar dat de onderste detectiegrens op 0,3 ppm ligt omdat het signaal te minimaal is om er een waarde aan te koppelen.
PID is de afkorting van het Engelse woord: Photo Ionisation Detector. In het Nederlands zeggen we: Foto Ionisatie Detector, of gewoon PID. In de volksmond wil men nog wel eens PID Meter zeggen, maar eigenlijk is dit dubbel op (foto ionisatie detector meter).
Foto Ionisatie Detectie heeft betrekking op het detectieprincipe van de sensor. Een PID sensor is gemaakt om tal van verschillende Vluchtige Organische Stoffen te detecteren.
Een proton is een positief geladen deeltje dat onderdeel uitmaakt van de atoomkern. De (elementaire) lading van één proton is ongeveer gelijk aan 1,602 × 10−19 Coulomb. De lading van een elektron is exact tegengesteld aan die van een proton, en dus negatief.
De resolutie is het scheidende vermogen van een gasdetector. In het informatieblad wordt dit altijd aangegeven in parts per million (ppm).
Een resolutie van 1 ppm geeft aan dat de PID meter zijn waarden op het scherm in stapjes van 1 ppm geeft. Een resolutie van 0,1 ppm geeft aan dat de PID meter zijn waarden op het scherm in stapjes van 0,1 ppm geeft.
Let op dat resolutie niet per direct hetzelfde is als de nauwkeurigheid. De nauwkeurigheid wordt namelijk niet altijd in informatiebladen benoemd, maar is wel degelijk van belang en het is goed om deze uit elkaar te houden.
De nauwkeurigheid is in het geval van een PID sensor de ’toegestane meetafwijking’. Een gebruikelijke afwijking op het moment van kalibreren is +/- 3 procent. Maar het komt ook geregeld voor dat dit +/- 5% is of meer.
Daarbij wordt ook vaak bij de PID aangegeven dat er een mogelijke ‘signal drift’ is van <10% per dag. Een vrij ruim begrip dus. Signal drift betekent het afdrijven van het signaal van de sensor van de werkelijke waarde.
Om deze reden wordt altijd aangeraden om voorafgaand aan het gebruik van de PID meter een bumptest uit te voeren om te checken of de sensor nog accuraat reageert
De Sep-tube oftewel de separatiebuis is een glazen buisje dat wordt gebruikt voor benzeen specifieke apparatuur zoals de UltraRAE 3000, Riken Keiki GX-6000 Benzeen of de WatchGas NEO BENZ.
Zodra een buisje voor de inlet van het instrument wordt bevestigd, worden alle vluchtige organische stoffen in het buisje gevangen en wordt alleen benzeen-gas doorgelaten.
Tolueen (C6H5CH3) heeft CAS-nummer 108-88-3, is kleurloos en heeft een geur dat doet denken aan thinner. Net als benzeen heeft tolueen een erg lage explosiegrens van 1,2 volume procent. Het wordt veelvoudig gebruikt als grondstof voor andere producten zoals brandstof of de productie van polyurethaan schuim (Ookwel bekend als PUR). Daarnaast komt tolueen voor in verschillende oplosmiddelen en is het hoofdbestanddeel van thinner, wat dus ook de geurassociatie veroorzaakt. In de bodemsaneringswereld komen we tolueen vaak tegen op oude gasfabriekterreinen, bij tankstations en op terreinen van drukkerijen/verfindustrieën, wat ook helemaal niet raar is gezien bovenstaande toepassingen.
Ultra Violet.
Vanuit het lichtspectrum gezien, gaat dit net voorbij de kleur ‘violet’ die wij nog wel kunnen zien. Dus vandaar de naam ultraviolet. Doordat ultraviolet licht een kortere golflengte heeft dan zichtbaar licht, is het energierijker. UV-licht kan zelfs de ionisatie energie van bepaalde moleculen bereiken en daarmee chemische reacties in gang zetten. Dit is ook de precieze reden dat (te veel) UV licht, schadelijk is voor mensen.
Maar een photo ionisatie detector maakt heel mooi gebruik van dit principe.
VOC is de Engelse afkorting van Volatile Organic Compounds. Voor dezelfde term, gebruiken we in het Nederlands de afkorting VOS. Dit betekent Vluchtige Organische Stoffen. Deze verbindingen komen uit verschillende bronnen, zoals industrieel procesafval, brandstoffen, oplosmiddelen, verf, lak, en huishoudelijke producten.
Laten we de term "vluchtige organische stoffen" (VOS) eens bekijken door te kijken naar wat elk deel van de term betekent: "vluchtig" en "organisch".
1) Vluchtig. Dit verwijst naar de eigenschap van een stof/damp om gemakkelijk te verdampen bij normale temperaturen en druk. Dit betekent dat vluchtige stoffen zich gemakkelijk verspreiden in de lucht en kunnen worden ingeademd. Denk bijvoorbeeld aan Aceton of Thinner.
2) Organisch. Organische stoffen bevatten koolstofatomen die meestal verbonden zijn met waterstof-, zuurstof- en andere elementen. Veel organische verbindingen worden van nature aangetroffen in levende organismen, maar ze kunnen ook door mensen worden geproduceerd.
Zie hieronder bijvoorbeeld de chemische structuur van Aceton, en let op de koolstof (C), zuurstof (O) en waterstof (H) atomen.
Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld benzeen:
Het verschil met vluchtige koolwaterstoffen zijn de overige atomen van het molecuul. Aangezien vluchtige organische stoffen bijvoorbeeld ook chloor, broom, zuurstof atomen etc. kunnen bevatten en vluchtige koolwaterstoffen uitsluitend koolstof- en waterstof-atomen bevatten. De naam zegt het eigenlijk al: koolstof (C) en waterstof (H).
Dit zijn filters ter bescherming van de pomp tegen vocht en stofdeeltjes. Bij de meeste PID meters wordt het waterslot filter voor de ingang van de meter op het toestel gedraaid.
Het waterslotfilter filtert dus géén gassen. Enkel stofdeeltjes en/of vocht.
Xyleen is de enige stof uit de BTEX groep die bestaat uit een benzeenring met daaraan twee methylverbindingen (CH3). Daarom heeft Xyleen vier verschillende CAS-nummers, namelijk: o-xyleen: 95-47-6; m-xyleen: 108-38-3; p-xyleen: 106-42-3; en een mengsel: 1330-20-7. In oplosmiddelen wordt vaak een mengsel van deze drie isomeren gebruikt, maar wanneer het wordt ingezet als grondstof wordt vaak gekozen voor 1 zuivere isomeer (vaak para-xyleen). De meest voorkomende toepassingen zijn de productie van tereftaalzuur dat wordt gebruikt voor polyester polyethyleentereftalaat (bekend van de PET-flessen) of polyester kleding. Andere toepassingen zijn oplosmiddelen in de print-, rubber- en leer-industrie.
Zie: Frisse lucht kalibratie
