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更新時間:2024-01-10 14:27:54
1、氣體檢測儀的關(guān)鍵部件是氣體傳感器。氣體傳感器從原理上可以分為三大類:
(1)利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器:如半導(dǎo)體式(表面控制型、體積控制型、表面電位型)、催化燃燒式、固體熱導(dǎo)式等。
(2)利用物理性質(zhì)的氣體傳感器:如熱傳導(dǎo)式、光干涉式、紅外吸收式等。
(3)利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器:如定電位電解式、迦伐尼電池式、隔膜離子電極式、固定電解質(zhì)式等。
2、根據(jù)危害,我們將有毒有害氣體分為可燃?xì)怏w和有毒氣體兩大類。由于它們性質(zhì)和危害不同,其檢測手段也有所不同。
3、可燃?xì)怏w是石油化工等工業(yè)場合遇到最多的危險氣體,它主要是烷烴等有機氣體和某些無機氣體:如一氧化碳等。
可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸必須具備一定的條件,那就是:一定濃度的可燃?xì)怏w,一定量的氧氣以及足夠熱量點燃它們的火源,這就是爆炸三要素,缺一不可,也就是說,缺少其中任何一個條件都不會引起火災(zāi)和爆炸。當(dāng)可燃?xì)怏w(蒸汽、粉塵)和氧氣混合并達到一定濃度時,遇具有一定溫度的火源就會發(fā)生爆炸。我們把可燃?xì)怏w遇火源發(fā)生爆炸的濃度稱為爆炸濃度極限,簡稱爆炸極限,一般用%表示。
實際上,這種混合物也不是在任何混合比例上都會發(fā)生爆炸而要有一個濃度范圍。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于LEL(最低爆炸限度)時(可燃?xì)怏w濃度不足)和其濃度高于UEL(最高爆炸限度)時(氧氣不足)都不會發(fā)生爆炸。不同的可燃?xì)怏w的LEL和UEL都各不相同,這一點在標(biāo)定儀器時要十分注意。
為安全起見,一般我們應(yīng)當(dāng)在可燃?xì)怏w濃度在LEL的10%和20%時發(fā)出警報,這里,10%LEL稱作警告警報,而20%LEL稱作危險警報。這也就是我們將可燃?xì)怏w檢測儀又稱作LEL檢測儀的原因。需要說明的是,LEL檢測儀上顯示的100%不是可燃?xì)怏w的濃度達到氣體體積的100%,而是達到了LEL的100%,即相當(dāng)于可燃?xì)怏w的最低爆炸下限,如果是甲烷,100%LEL=4%體積濃度(VOL)。
4、目前,對于特定的有毒氣體的檢測,我們使用最多的是專用氣體傳感器。
其中,檢測無機氣體最為普遍、技術(shù)相對成熟、綜合指標(biāo)最好的方法是定電位電解式方法,也就是我們常說的電化學(xué)傳感器??梢詸z測到特定氣體的電化學(xué)傳感器包括:一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、氯氣、氰氫酸、環(huán)氧乙烷、氯化氫等等。
5、氧氣也是在工業(yè)環(huán)境中,尤其是密閉環(huán)境中需要十分注意因素。
一般我們將氧氣含量超過23.5%稱為氧氣過量(富氧),此時很容易發(fā)生爆炸的危險;而氧氣含量低于19.5%為氧氣不足(缺氧),此時很容易發(fā)生工人窒息、昏迷以至死亡的危險。正常的氧氣含量應(yīng)當(dāng)在20.9%左右。氧氣檢測儀也是電化學(xué)傳感器的一種。
1、確認(rèn)所要檢測氣體種類和濃度范圍
每一個生產(chǎn)部門所遇到的氣體種類都是不同的。在選擇氣體檢測儀時就要考慮到所有可能發(fā)生的情況。如果甲烷和其它毒性較小的烷烴類居多,選擇LEL檢測儀無疑是最為合適的。這不僅是因為LEL檢測儀原理簡單,應(yīng)用較廣,同時它還具有維修、校準(zhǔn)方便的特點。如果存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體,就要優(yōu)先選擇一個特定氣體檢測儀才能保證工人的安全。如果更多的是有機有毒有害氣體,考慮到其可能引起人員中毒的濃度較低,比如芳香烴、鹵代烴、氨(胺)、醚、醇、脂等等,就應(yīng)當(dāng)選擇光離子化檢測儀,而絕對不要使用LEL檢測器應(yīng)付,因為這可能會導(dǎo)致人員傷亡。
如果氣體種類覆蓋了以上幾類氣體,選擇一個復(fù)合式氣體檢測儀可能會達到事半功倍的效果。
2、確定使用場合
工業(yè)環(huán)境的不同,選擇氣體檢測儀種類也不同。
3、固定式氣體檢測儀
這是在工業(yè)裝置上和生產(chǎn)過程中使用較多的檢測儀。它可以安裝在特定的檢測點上對特定的氣體泄漏進行檢測。固定式檢測器一般為兩體式,有傳感器和變送組成的檢測頭為一體安裝在檢測現(xiàn)場,有電路、電源和顯示報警裝置組成的二次儀表為一體安裝在安全場所,便于監(jiān)視。它的檢測原理同前節(jié)所述,只是在工藝和技術(shù)上更適合于固定檢測所要求的連續(xù)、長時間穩(wěn)定等特點。它們同樣要根據(jù)現(xiàn)場氣體的種類和濃度加以選擇,同時還要注意將它們安裝在特定氣體最可能泄漏的部位,比如要根據(jù)氣體的比重選擇傳感器安裝的最有效的高度等等。
4、便攜式氣體檢測儀
由于便攜式儀器操作方便,體積小巧,可以攜帶至不同的生產(chǎn)部位,電化學(xué)檢測儀采用堿性電池供電;新型LEL檢測儀、PID和復(fù)合式儀器采用可充電電池,所以作為這類儀器在各類工廠和衛(wèi)生部門的應(yīng)用越來越廣。
如果是在開放的場合,比如敞開的工作車間使用這類儀器作為安全報警,可以使用隨身佩戴的擴散式氣體檢測儀,因為它可以連續(xù)、實時、準(zhǔn)確地顯示現(xiàn)場的有毒有害氣體的濃度。這類的新型儀器有的還配有振動警報附件---以避免在嘈雜環(huán)境中聽不到聲音報警,并安裝計算機芯片來記錄峰值、STEL(15分鐘短期暴露水平)和TWA(8小時統(tǒng)計權(quán)重平均值)---為工人健康和安全提供具體的指導(dǎo)。
如果是進入密閉空間,比如反應(yīng)罐、儲料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下設(shè)施、農(nóng)業(yè)密閉糧倉、鐵路罐車、船運貨艙、隧道等工作場合,在人員進入之前,就必須進行檢測,而且要在密閉空間外進行檢測。此時,就必須選擇帶有內(nèi)置采樣泵的多氣體檢測儀。因為密閉空間中不同部位(上、中、下)的氣體分布和氣體種類有很大的不同。比如:一般意義上的可燃?xì)怏w的比重較輕,它們大部分分布于密閉空間的上部;一氧化碳和空氣的比重差不多,一般分布于密閉空間的中部;而象硫化氫等較重氣體則存在于密閉空間的下部。
同時,氧氣濃度也是必須要檢測的種類之一。另外,如果考慮到罐內(nèi)可能的有機物質(zhì)的揮發(fā)和泄漏,一個可以檢測有機氣體的檢測儀也是需要的。因此一個完整的密閉空間氣體檢測儀應(yīng)當(dāng)是一個具有內(nèi)置泵吸功能----以便可以非接觸、分部位檢測;具有多氣體檢測功能----以檢測不同空間分布的危險氣體,包括無機氣體和有機氣體;具有氧檢測功能----防止缺氧或富氧;體積小巧,不影響工人工作的便攜式儀器。只有這樣才能保證進入密閉空間的工作人員的絕對安全另外,進入密閉空間后,還要對其中的氣體成分進行連續(xù)不斷的檢測,以避免由于人員進入、突發(fā)泄漏、溫度等變化引起揮發(fā)性有機物或其它有毒有害氣體的濃度變化。
如果用于應(yīng)急事故、檢漏和巡視,應(yīng)當(dāng)使用泵吸式、響應(yīng)時間短、靈敏度和分辨率較高的儀器,這樣可以很容易判斷泄漏點的方位。在進行工業(yè)衛(wèi)生檢測和健康調(diào)查的情況時,具有數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計計算以及可以聯(lián)接計算機等功能的儀器應(yīng)用起來就非常方便。
目前,隨著制造技術(shù)的發(fā)展,便攜式多氣體(復(fù)合式)檢測儀也是我們的一個新的選擇。由于這種檢測儀可以在一臺主機上配備所需的多個氣體(無機/有機)檢測傳感器,所以它具有體積小、重量輕、相應(yīng)快、同時多氣體濃度顯示的特點。更重要的是,泵吸式復(fù)合式氣體檢測儀的價格要比多個單一擴散式氣體檢測儀便宜一些,使用起來也更加方便。需要注意的是在選擇這類檢測儀時,最好選擇具有單獨開關(guān)各個傳感器功能的儀器,以防止由于一個傳感器損害影響其它傳感器使用。同時,為了避免由于進水等堵塞吸氣泵情況發(fā)生,選擇具有停泵警報的智能泵設(shè)計的儀器也要安全一些。
1、注意經(jīng)常性的校準(zhǔn)和檢測
有毒有害氣體檢測儀也同其它的分析檢測儀器一樣,都是用相對比較的方法進行測定的:先用一個零氣體和一個標(biāo)準(zhǔn)濃度的氣體對儀器進行標(biāo)定,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線儲存于儀器之中,測定時,儀器將待測氣體濃度產(chǎn)生的電信號同標(biāo)準(zhǔn)濃度的電信號進行比較,計算得到準(zhǔn)確的氣體濃度值。因此,隨時對儀器進行校零,經(jīng)常性對儀器進行校準(zhǔn)都是保證儀器測量準(zhǔn)確的必不可少的工作。需要說明的是:目前很多氣體檢測儀都是可以更換檢測傳感器的,但是,這并不意味著一個檢測儀可以隨時配用不同的檢測儀探頭。不論何時,在更換探頭時除了需要一定的傳感器活化時間外,還必須對儀器進行重新校準(zhǔn)。另外,建議在各類儀器在使用之前,對儀器用標(biāo)氣進行響應(yīng)檢測,以保證儀器真正起到保護的作用。
2、注意各種不同傳感器間的檢測干擾
一般而言,每種傳感器都對應(yīng)一個特定的檢測氣體,但任何一種氣體檢測儀也不可能是絕對特效的。因此,在選擇一種氣體傳感器時,都應(yīng)當(dāng)盡可能了解其它氣體對該傳感器的檢測干擾,以保證它對于特定氣體的準(zhǔn)確檢測。
3、注意各類傳感器的壽命
各類氣體傳感器都具有一定的使用年限,即壽命。一般來講,在便攜式儀器中,LEL傳感器的壽命較長,一般可以使用三年左右;光離子化檢測儀的壽命為四年或更長一些;電化學(xué)特定氣體傳感器的壽命相對短一些,一般在一年到兩年;氧氣傳感器的壽命最短,大概在一年左右。電化學(xué)傳感器的壽命取決于其中電解液的干涸,所以如果長時間不用,將其密封放在較低溫度的環(huán)境中可以延長一定的使用壽命。固定式儀器由于體積相對較大,傳感器的壽命也較長一些。因此,要隨時對傳感器進行檢測,盡可能在傳感器的有效期內(nèi)使用,一旦失效,及時更換。
4、注意檢測儀器的濃度測量范圍
各類有毒有害氣體檢測器都有其固定的檢測范圍。只有在其測定范圍內(nèi)完成測量,才能保。證儀器準(zhǔn)確地進行測定。而長時間超出測定范圍進行測量,就可能對傳感器造成永久性的破壞比如,LEL檢測器,如果不慎在超過100%LEL的環(huán)境中使用,就有可能徹底燒毀傳感器。而有毒氣體檢測器,長時間工作在較高濃度下使用也會造成損壞。所以,固定式儀器在使用時如果發(fā)出超限信號,要立即關(guān)閉測量電路,以保證傳感器的安全。
總之,有毒有害氣體檢測儀是保證工業(yè)安全和工作人員健康的有力工具。我們要根據(jù)具體的使用環(huán)境場合以及需要的功能,選擇合適的氣體檢測儀。目前,可供我們選擇的檢測儀包括固定式/便攜式、擴散式/泵吸式、單氣體/多氣體、無機氣體/有機氣體等等多種多樣的組合。只有選擇好了合適的氣體檢測儀器,才能真正做到事半功倍,防患于未然。