有毒有害气体检测仪的分类和原理
有毒有害气体检测仪的分类和原理: 气体检测仪的关键部件是气体传感器。
气体传感器从原理上可以分为三大类:
A) 利用物理化学性质的气体传感器:如半导体式(表面控制型、体积控制型、表面电位型)、催化燃烧式、固体热导式等。
B) 利用物理性质的气体传感器:如热传导式、光干涉式、红外吸收式等。
C) 利用电化学性质的气体传感器:如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等。
根据危害,我们将有毒有害气体分为可燃气体和有毒气体两大类。由于它们性质和危害不同,其检测手段也有所不同。
可燃气体是石油化工等工业场合遇到较多的危险气体,它主要是烷烃等有机气体和某些无机气体:如一氧化碳等。可燃气体发生爆炸
必须具备一定的条件,那就是:一定浓度的可燃气体,一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源,这就是爆炸三要素,缺一不可,
也就是说,缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸。当可燃气体(蒸汽、粉尘)和氧气混合并达到一定浓度时,遇具有一定
温度的火源就会发生爆炸。我们把可燃气体遇火源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限,一般用%表示。实际上,这种
混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸而要有一个浓度范围。当可燃气体浓度低于LEL(最低爆炸限度)时(可燃气体浓度不足
)和其浓度高于UEL(最高爆炸限度)时(氧气不足)都不会发生爆炸。不同的可燃气体的LEL和UEL都各不相同(参见第八期的介绍),
这一点在标定仪器时要十分注意。为安全起见,一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出警报,这里,10%LEL称。
作警告警报,而20%LEL称作危险警报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。
需要说明的是,LEL检测仪上显示的100%不是可燃气体的浓度达到气体体积的100%,而是达到了LEL的100%,即相当于可燃气体的
最低爆炸下限,如果是甲烷,100%LEL=4%体积浓度(VOL).在工作中,以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式
检测仪。它的原理是一个双路电桥(一般称作惠斯通电桥)检测单元。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质,
不论何种易燃气体,只要它能够被电极引燃,铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变,这种电阻变化同可燃气体的浓度成
一定比例,通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。直接测量可燃气体的体积浓度的热导式VOL检测器也可以
在市场上得到,同时,也已经有了LEL/VOL合二为一的检测器。VOL可燃检测器特别适合于在缺氧(氧气不足)的环境中测量可燃
气体的体积(VOL)浓度。
有毒气体既可以存在于生产原料中,如大多数的有机化学物质(VOC),也可能存在于生产过程的各个环节的副产品中,如氨、
一氧化碳、硫化氢等等。它们是对工作人员造成危害最大的危险因素。这种危害不仅包括立即的伤害,如身体不适、发病、死亡等等,
而且包括对于人体长期的危害,如致残、癌变等等。对于这些有毒有害气体的检测是我们发展中国家应当开始引起充分重视的问题。
表 常见有毒有害气体的TWA(8小时统计权重平均值)、STEL(15分钟短期暴露水平)、IDLH(立即致死量)(ppm)和MAC
(车间最大允许浓度)mg/m3。
有毒气体 TWA STEL IDLH MAC
氨气 (NH3) 25 35 500 30
一氧化碳(CO) 25 -- 1500 30
氯气 (Cl2) 0.5 1 30 1
氰化氢 (HCN) 10 4.7 50 0.3
硫化氢(H2S) 10 15 300 10
一氧化氮 (NO) 25 -- 100 --
二氧化硫(SO2) 2 5 100 15
VOC* 50 100 -- --
随气体种类不同,其TWA、STEL、IDLH、MAC等值会有一定的不同目前,对于特定的有毒气体的检测,我们使用较多的是专用气体传
感器。它可以包括上面。所列的所有气体传感器,也包括前两章所介绍的光离子化检测仪。其中,检测无机气体较为普遍、技术相对
成熟、综合指标可以的方法是定电位电解式方法,也就是我们常说的电化学传感器。
电化学传感器的构成是:将两个反应电极--工作电极和对电极以及一个参比电极放置在特定电解液中(如上图如示),然后在反应
电极之间加上足够的电压,使透过涂有重金属催化剂薄膜的待测气体进行氧化还原反应,再通过仪器中的电路系统测量气体电解时
产生的电流,然后由其中的微处理器计算出气体的浓度。
目前,可以检测到特定气体的电化学传感器包括:一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨气、氯气、氰氢酸、
环氧乙烷、氯化氢等等。检测VOC检测 器可以使用前章介绍的光离子化检测器。氧气也是在工业环境中,尤其是密闭环境中需要
十分注意因素。一般我们将氧气含量超过23.5%称为氧气过量(富氧),此时很容易发生爆炸的危险;而氧气含量低于19.5%为氧气
不足(缺氧),此时很容易发生工人窒息、昏迷以至死亡的危险。正常的氧气含量应当在20.9%左右。氧气检测仪也是电化学传
感器的一种。
对于各类不同的生产场合和检测要求,选择合适的气体检测仪是每一个从事安全和卫生工作的人员都必须十分注意的。 1、选择气体检测仪的参考因素: 确认所要检测气体种类和浓度范围:每一个生产部门所遇到的气体种类都是不同的。在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况。如果甲烷和其它毒性较小的烷烃类居多,选择甲烷检测报警器无疑是较为合适的。这不仅是因为甲烷检测报警器使用简单,应用较广,同时它还具有维修、校准方便的特点。如果存在一氧化碳、硫化氢等有毒气体,就要优先选择一个特定气体检测仪才能保证工人的安全,比如一氧化碳测定器、硫化氢检测报警器等。复合式气体检测仪可能会达到事半功倍的效果,例如甲烷氧气两参数报警器。 现在在煤矿行业选择比较多的应该属于便携式气体检测仪,由于便携式仪器操作方便,体积小巧,可以携带至不同的生产部位,电化学检测仪采用碱性电池供电,可连续使用1000小时;新型LEL检测仪、PID和复合式仪器采用可充电池(有些已采用无记忆的镍氢或锂离子电池),使得它们一般可以连续工作近12小时,所以,作为这类仪器在各类工厂和卫生部门的应用越来越广。 如果是在开放的场合,比如敞开的工作车间使用这类仪器作为安全报警,可以使用随身佩戴的气体检测仪,因为它可以连续、实时、准确地显示现场的有毒有害气体的浓度。这类的新型仪器有的还配有振动警报附件——以避免在嘈杂环境中听不到声音报警,并安装计算机芯片来记录峰值、STEL(15分钟短期暴露水平)和TWA(8小时统计权重平均值)——为工人健康和安全提供具体的指导。 如果是进入密闭空间,比如反应罐、储料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下设施、农业密闭粮仓、铁路罐车、船运货舱、隧道等工作场合,在人员进入之前,就必须进行检测,而且要在密闭空间外进行检测。此时,就必须选择多气体检测器。因为密闭空间中不同部位(上、中、下)的气体分布和气体种类有很大的不同。比如:一般意义上的可燃气体的比重较轻,它们大部分分布于密闭空间的上部;一氧化碳和空气的比重差不多,一般分布于密闭空间的中部;而象硫化氢等较重气体则存在于密闭空间的下部。同时,氧气浓度也是必须要检测的种类之一。另外,如果考虑到罐内可能的有机物质的挥发和泄漏,一个可以检测有机气体的检测仪也是需要的。因此一个完整的密闭空间气体检测仪应当是一个具有内置泵吸功能——以便可以非接触、分部位检测;具有多气体检测功能——以检测不同空间分布的危险气体,包括无机气体和有机气体;具有氧检测功能——防止缺氧或富氧;体积小巧,不影响工人工作的便携式仪器。只有这样才能保证进入密闭空间的工作人员的绝对安全。 2、使用气体检测仪时需要注意的问题: 2.1注意经常性的校准和检测有毒有害气体检测仪也同其它的分析检测仪器一样,都是用相对比较的方法进行测定的:先用一个零气体和一个标准浓度的气体对仪器进行标定,得到标准曲线储存于仪器之中,测定时,仪器将待测气体浓度产生的电信号同标准浓度的电信号进行比较,计算得到准确的气体浓度值。因此,随时对仪器进行校零,经常性对仪器进行校准都是保证仪器测量准确的必不可少的工作。需要说明的是:目前很多气体检测仪都是可以更换检测传感器的,但是,这并不意味着一个检测仪可以随时配用不同的检测仪探头。不论何时,在更换探头时除了需要一定的传感器活化时间外,还必须对仪器进行重新校准。另外,建议在各类仪器在使用之前,对仪器用标气进行响应检测,以保证仪器真正起到保护的作用。 2.2注意各种不同传感器间的检测干扰一般而言,每种传感器都对应一个特定的检测气体,但任何一种气体检测仪也不可能是绝对特效的。因此,在选择一种气体传感器时,都应当尽可能了解其它气体对该传感器的检测干扰,以保证它对于特定气体的准确检测。 2.3注意各类传感器的寿命各类气体传感器都具有一定的使用年限,即寿命。一般来讲,在便携式仪器中,LEL传感器的寿命较长,一般可以使用三年左右;光离子化检测仪的寿命为四年或更长一些;电化学特定气体传感器的寿命相对短一些,一般在一年到两年;氧气传感器的寿命最短,大概在一年左右。电化学传感器的寿命取决于其中电解液的干涸,所以如果长时间不用,将其密封放在较低温度的环境中可以延长一定的使用寿命。固定式仪器由于体积相对较大,传感器的寿命也较长一些。因此,要随时对传感器进行检测,尽可能在传感器的有效期内使用,一旦失效,及时更换。 2.4注意检测仪器的浓度测量范围各类有毒有害气体检测器都有其固定的检测范围。只有在其测定范围内完成测量,才能保证仪器准确地进行测定。而长时间超出测定范围进行测量,就可能对传感器造成永久性的破坏。 总之,有毒有害气体检测仪是保证工业安全和工作人员健康的有力工具。我们要根据具体的使用环境场合以及需要的功能,选择合适的气体检测仪。
有毒有害气体检测仪一般要求是比较严格的,如果有毒有害气体检测仪挑选的时候不注意什么问题的话,可能会导致一些事故的出现。
下面我们来看看有毒有害气体检测仪的挑选应该注意什么问题吧!
第一有毒有害气体检测仪的选用原则
1. 根据工作场所需要监测、报警的有毒有害气体,选择合适的有毒有害气体检测仪
2. 有毒有害气体检测仪的检测范围、检测盒报警精度、选择性和使用寿命等应满足报警要求。检测仪应具有抗中毒损坏的能力
3. 根据有毒有害气体释放源和释放点的环境、工作条件选择适宜的有毒有害气体检测仪
4. 根据劳动者作业活动方式,选择不同结构形式的有毒有害气体检测仪
劳动者经常活动的有毒有害作业场所,宜设置固定式有毒有害气体检测仪
劳动者短时间活动的有毒有害气体作业场所,宜设置移动式有毒有害气体检测
不便安装固定式或移动式有毒有害气体检测仪,或者劳动者临时性活动的有毒有害作业场所或发生事故应急条件下,宜配备便携式有毒有害气体检测仪。
第二有毒有害气体检测仪选用的功能及质量要求
1. 检测仪对有毒有害气体的检测应有选择性,能抵抗非检测气体的干扰,可提供准确的指示和报警
2. 检测仪能覆盖一定的监测区域,对此区域内释放的有毒有害气体,可实现有效的检测报警
3. 检测仪应对环境温度湿度变化有自动的补偿,对机械性损坏,雨水和风沙等侵害有防护措施,还应有防电磁干扰功能避免信号失真。
4. 检测仪应有调零、标定和故障报警等可靠性保障功能
5. 检测仪的报警方式能使劳动者及时响应,必要时可以联动控制装置
6. 检测仪应符合GB12358的要求:用于防爆场所的仪器应符合:GB50058和GB3836.1的要求,其他部件和传输导线等,应符合其相关标准规范的要求
7. 在规定的标定时间间隔内,检测仪的各项技术指标应符合要求。
以上就是有毒有害气体检测仪应该注意的问题的,有毒有害气体检测的时候就应该充分的做好准备,遵寻挑选的原则和注意的事项即可!