随着文明的进步，人类使用有可能向环境中释放毒物的产品的数量和频率也大大增加。我们时刻面临着各种化学危险，比如来自密闭空间内的毒性气体，工业或运输事故造成的突然的灾难性的化学品泄露，等等。近来，战争或恐怖分子使用的化学武器将死亡的幽灵又带到了我们所面临的危险中。我们的安全只有依赖于在我们受到伤害前就发现这些危险气体。我们需要一种便携的仪器以警告我们所面临的危险。或许更重要的是，告诉我们当前危险的程度。
这些不是新的需求。过去用于实现这些目标所使用的生命保护技术是所传说的金丝雀。工业革命使得对矿石和燃料的需求急剧增加，并促使采矿业成为世界最大的工业。采矿业也带来了一些特殊的工业危险，其中之一就是矿工暴露在毒性气体或窒息性气体中。为检测这些气体，人们将金丝雀带入矿井中。如果作为早期警报装置的金丝雀倒下，矿工们就立即撤出。原理很简单：金丝雀比人类对毒性气体或窒息性气体更敏感。现在，金丝雀已让位于能快速检测出危险气体的先进设备。在这种设备中的关键部件就是光离子化检测器（PID）。
一．光离子化检测器
PID可以检测出浓度低至0.1ppm的气体并同步显示其读数（实时响应）。它便于携带并能告知用户毒性气体的存在。
操作理论
PID的工作基于电化学的原理。即，物质分子可带上正负电荷，从而可形成电流。这一特点可通过几种方法来实现，在PID中所使用的是高能紫外光。
离子化
离子化的含义如下。所有的原子均由质子，中子和电子组成。质子带正电荷，电子带负电荷。正常状态的原子带有相同数量的质子和电子，从而整个原子的净电荷为零。增减电子将使原子或由此原子组成的分子离子化。
如前所述，在PID中气体分子的离子化是通过高能紫外光实现的。光是一种能量，当这种能量施加到原子上时，原子被激化。若施加的能量足够大，原子将被高度激化从而失去一个电子。结果在此原子中，正电荷的质子数比负电荷的电子数多一个。从而使原子带上一个净正电荷，即被离子化或成为正离子。由于此离子化的过程通过光的使用而发生，因此被称为光离子化。
电离电位
不同的化合物的离子化需要不同的能量。使特定的化合物电离的能量大小称为该物质的电离电位（IP），以电子伏特（eV）来量度。所需能量的大小随化合物的不同而不同。例如，作为常用溶剂的苯，需9.25eV的电离能使其离子化；而甲烷则需12.98eV的电离能。
由于这种能量以光的形式出现，因此，此能量源来自于灯。PID中的灯常以输出能量的大小来评价，也以电子伏特为量度的单位。根据特定设置，灯的输出常在9.6eV至11.8eV的范围。重要的是，灯只能将电离电位低于灯的能量输出的气体电离。10eV的灯可以检测苯，因为苯离子化所需的能量（9.25eV）在灯的输出能量范围内。但甲烷却不能被检测，因为其离子化所需的能量（12.98eV）超出了灯的输出能量范围。任何电离电位大于灯的能量输出范围的物质都不可能被检测。因此，IP值高于20eV的正常的环境空气不会在PID中产生电流。要产生电流，必须有能被灯电离的某种气体存在。
显然，在你能确定是否PID能检测某种气体前，你必须知道该气体的IP值。PID的生产商一般均会提供其检测器所能检测的物质的目录，以及这些物质的IP值。但是，也许你会遇到你所需判断的某种不常见的物质未出现在该目录中的情况，在本文的末尾给出了可查到更详尽的目录的资料来源。
检测
下面是对PID基本操作理论的极简单的解释：
PID通过使带正电荷的离子产生电流的方法检测物质。
随后的事件以多米诺骨牌效应的形式相继发生。
--被检测的气体的量决定了将被离子化的分子的数量
--产生的离子的数量决定了相应电流的大小
--电流被转换为该气体的ppm读数，并显示在仪器的液晶屏幕上
二．优点与局限
优点
与其它的气体检测器相比，PID的主要优点是惊人的低浓度检测的灵敏性。如前所述，它对一些气体的可检测浓度可低至0.1ppm或100ppb。为进一步说明其灵敏性，参见下例：
☆在40英尺宽，10英尺高，100英尺长的房间内放满白色的乒乓球。现在将一个红色的乒乓球扔入此房间，并充分地搅动混合。然后蒙住眼睛进入此房间取出此红球。这就是PID所具有的灵敏度。
☆其它类型的检测装备，如可燃气指示器（CGI），电化学传感器，氧气传感器至多可检测低至1ppm的浓度，且在一般情况下，达不到如此低的程度。
☆PID可检测上百种化学物质。
☆这种设备易操作，给出实时读数，且读数容易。另外，多数品牌的PID有某种的数据记录设置作为仪器的内在组成部件。此功能使你可以浏览特定事件下的空气中成分的变化情况，并为你提供了此信息的储存备份，这对于由此事件引发相关的法律争议的情况将非常有用，在充足的电源下，PIDs可在现场检测中使用很长的时间。
限制
如前所述，PID不能检测任何高于灯的能量输出的物质。有如下相应的一些办法弥补这一限制：
PID只针对校正所使用的气体是100%的准确。对于其他的气体，你得对仪器的读数使用特定的系数。各种气体相应的系数由PID的生产商提供。然而，这样的气体列表常常很短小。有助于解决此困难的一些方法叙述如下：
检测问题
☆若气体的IP值高于灯的输出，仪器将没有读数。
☆若气体浓度极高，在检测器的腔体中的气体将不能全部离子化，因为一些气体分子将"藏"在别的分子后而不能受到光的能量。
☆若存在有IP值高于灯的气体，以及同时存在有可检测的IP值的气体。高IP值的气体将从光束中吸收部分能量，从而阻止一些可离子化的气体因能量不足而不能被检测出，使得仪器的读数不准确。
☆若存在多种可离子化的气体，PID的读数将代表多种气体的总离子化值。
需要校正
PID需要校正。你需要有技术人员的帮助，他们知道校正仪器的方法，校正的时机。你还需要校正气体。生产商常建议用户在每次使用前进行校正。若可能的话，这将是确保仪器检测准确的最佳的办法。但若此方法对你意味着等待相应的技术人员及校正用的装备，则此方法对你是不实际的。我们发现，若对仪器每季度进行一次校正，仪器的校正状况会保持不变。这意味着更多的数据整理工作，它有两种好处：（1）你使仪器校正良好并随时可使用（2）对仪器的重新校正使相关人员在仪器的使用中得到技术训练。有关校正在后面有进一步的讨论。
三．危害/风险分析
要确定你是否需要PID这样的低浓度的检测器，可按如下的步骤进行危害/风险分析
确定你将可能处理的化学物质。得到在你的管辖区域内的所有化学品的目录。环境保护局要求在文件中有相关的信息。
确定有什么化学品会通过交通线路经过你的管辖区域（如：公路，铁路，水路，空中，或管道）。与你区域内的相关的交通部门联系，即使在他们的帮助下，获得全面的化学品信息仍是很有难度的工作
整理好这些化学品的安全限值（TLVs）目录。这些信息可在物质安全数据库或常见危险品参考资料中获得。
确定是否有化学品不能被你现有的设备检测。此时，应当查找下面两类化学品：1）在任意浓度下均不能被你现有设备检测的物质；2）现有设备可以检测，但TLVs低于你现有设备的检测下限的物质。
确定上述化学品中有否可被PID检测的物质。此时，你应当找出这些物质的IP值。然后你可以看看哪些物质的IP值低于PID灯的能量输出范围。
在经过上述步骤后，若你仍然选出了一些化学品，则你应认真地考虑购买光离子化检测器的必要性。