有毒有害氣體檢測儀的原理和應用

有毒有害氣體檢測儀的原理和應用/ 有毒有害氣體檢測儀的原理和應用 　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(lèi)： 　　A） 利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導體式（表面控制型、體積控制型、表面電位型）、 催化燃燒式、固體熱導式等。 　　B） 利用物理性質(zhì)的氣體傳感器：如熱傳導式、光干涉式、紅外吸收式等。 　　C） 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。 　根據危害，我們將有毒有害氣體分為可燃氣體和有毒氣體兩大類(lèi)。由于它們性質(zhì)和危害不同，其檢測手段也有所不同。 　 可燃氣體是石油化工等工業(yè)場(chǎng)合遇到*多的危險氣體，它主要是烷烴等有機氣體和某些無(wú)機氣體：如一氧化碳等。 可　　燃氣體發(fā)生爆炸必須具備一定的條件，那就是：一定濃度的可燃氣體，一定量的氧氣以及足夠熱量點(diǎn)燃它們的火源，這就是爆炸三要素（如上左圖所示的爆炸三角形），缺一不可，也就是說(shuō)，缺少其中任何一個(gè)條件都不會(huì )引起火災和爆炸。 　　當可燃氣體（蒸汽、粉塵）和氧氣混合并達到一定濃度時(shí)，遇具有一定溫度的火源就會(huì )發(fā)生爆炸。我們把可燃氣體遇火源發(fā)生爆炸的濃度稱(chēng)為爆炸濃度極限，簡(jiǎn)稱(chēng)爆炸極限，一般用%表示。 　 實(shí)際上，這種混合物也不是在任何混合比例上都會(huì )發(fā)生爆炸而要有一個(gè)濃度范圍。如上右圖所示的陰影部分。當可燃氣體濃度低于LEL（爆炸限度）時(shí)（可燃氣體濃度不足）和其濃度高于UEL（爆炸限度）時(shí)（氧氣不足）都不會(huì )發(fā)生爆炸。不同的可燃氣體的LEL和UEL都各不相同（參見(jiàn)第八期的介紹），這一點(diǎn)在標定儀器時(shí)要十分注意。 　為**起見(jiàn)，一般我們應當在可燃氣體濃度在LEL的10%和20%時(shí)發(fā)出警報，這里，10%LEL稱(chēng)作警告警報，而20%LEL稱(chēng)作危險警報。這也就是我們將可燃氣體檢測儀又稱(chēng)作LEL檢測儀的原因。需要說(shuō)明的是，LEL檢測儀上顯示的100%不是可燃氣體的濃度達到氣體體積的100%，而是達到了LEL的100%，即相當于可燃氣體的爆炸下限，如果是甲烷，100%LEL=4%體積濃度（VOL）。 　在工作中，以L(fǎng)EL方式測量這些氣體的檢測儀是我們常見(jiàn)的催化燃燒式檢測儀。它的原理是一個(gè)雙路電橋（一般稱(chēng)作惠斯通電橋）檢測單元。在這其中的一個(gè)鉑金絲電橋上涂有催化燃燒物質(zhì)，不論何種易燃氣體，只要它能夠被電極引燃，鉑金絲電橋的電阻就會(huì )由于溫度變化發(fā)生改變，這種電阻變化同可燃氣體的濃度成一定比例，通過(guò)儀器的電路系統和微處理機可以計算出可燃氣體的濃度。 　 直接測量可燃氣體的體積濃度的熱導式VOL檢測器也可以在市場(chǎng)上得到，同時(shí)，也已經(jīng)有了LEL/VOL合二為一的檢測器。VOL可燃檢測器特別適合于在缺氧（氧氣不足）的環(huán)境中測量可燃氣體的體積（VOL）濃度。 　有毒氣體既可以存在于生產(chǎn)原料中，如大多數的有機化學(xué)物質(zhì)（VOC），也可能存在于生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節的副產(chǎn)品中，如氨、一氧化碳、硫化氫等等。它們是對工作人員造成危害的危險因素。這種危害不僅包括立即的傷害，如身體不適、發(fā)病、死亡等等，而且包括對于人體長(cháng)期的危害，如致殘、癌變等等。對于這些有毒有害氣體的檢測是我們發(fā)展中國家應當開(kāi)始引起充分重視的問(wèn)題。 　 目前，對于特定的有毒氣體的檢測，我們使用*多的是專(zhuān)用氣體傳感器。它可以包括上面所列的所有氣體傳感器，也包括前兩章所介紹的光離子化檢測儀。其中，檢測無(wú)機氣體*為普遍、技術(shù)相對成熟、綜合指標的方法是定電位電解式方法，也就是我們常說(shuō)的電化學(xué)傳感器。 　電化學(xué)傳感器的構成是：將兩個(gè)反應電極--工作電極和對電極以及一個(gè)參比電極放置在特定電解液中（如上圖如示），然后在反應電極之間加上足夠的電壓，使透過(guò)涂有重金屬催化劑薄膜的待測氣體進(jìn)行氧化還原反應，再通過(guò)儀器中的電路系統測量氣體電解時(shí)產(chǎn)生的電流，然后由其中的微處理器計算出氣體的濃度。 　目前，可以檢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。 　檢測VOC檢測器可以使用前章介紹的光離子化檢測器。 　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(guò)23.5%稱(chēng)為氧氣過(guò)量(富氧)，此時(shí)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(shí)很容易發(fā)生工人窒息、昏迷以至死亡的危險。正常的氧氣含量應當在20.9%左右。氧氣檢測儀也是電化學(xué)傳感器的一種。

有毒有害氣體檢測儀的原理和應用有毒有害氣體檢測儀的原理和應用有毒有害氣體檢測儀的原理和應用有毒有害氣體檢測儀的原理和應用有毒有害氣體檢測儀的原理和應用