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有毒有害氣體報(bào)警儀的介紹

日期：2007-05-11 編輯：逸云天瀏覽：1275

目前我們對(duì)于有毒有害氣體的認(rèn)識(shí)還更多地集中于可燃?xì)怏w、可以引起急性中毒的氣體（硫化氫、氰氫酸等）、以及某些常見(jiàn)
的有毒氣體（氧化碳）、氧氣等檢測(cè)儀上，因此，本文將先著重介紹這類(lèi)檢測(cè)儀，并綜合目前的情況對(duì)各類(lèi)有毒有害
（無(wú)機(jī)/有機(jī)）氣體檢測(cè)儀的應(yīng)用提出建議。

有毒有害氣體檢測(cè)儀的分類(lèi)和原理：氣體檢測(cè)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(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。

B）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。

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、隔膜離子電式、固定電解質(zhì)式等。

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(lèi)。由于它們性質(zhì)和危害不同，其檢測(cè)手段也有所不同。

可燃?xì)怏w是石油化工等工業(yè)場(chǎng)合遇到多的危險(xiǎn)氣體，它主要是烷烴等有機(jī)氣體和某些無(wú)機(jī)氣體：如氧化碳等?？扇?xì)怏w發(fā)生爆炸
必須具備定的條件，那就是：定濃度的可燃?xì)怏w，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，缺不可，
也就是說(shuō)，缺少其中任何個(gè)條件都不會(huì)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(dá)到定濃度時(shí)，遇具有定
溫度的火源就會(huì)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(chēng)為爆炸濃度限，簡(jiǎn)稱(chēng)爆炸限，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)生爆炸而要有個(gè)濃度范圍。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于LEL（低爆炸限度）時(shí)（可燃?xì)怏w濃度不足
）和其濃度于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?xì)怏w的LEL和UEL都各不相同（參見(jiàn)第八期的介紹），
這點(diǎn)在標(biāo)定儀器時(shí)要十分注意。為安全起見(jiàn)，般我們應(yīng)當(dāng)在可燃?xì)怏w濃度在LEL的10%和20%時(shí)發(fā)出警報(bào)，這里，10%LEL稱(chēng)。
作警告警報(bào)，而20%LEL稱(chēng)作危險(xiǎn)警報(bào)。這也就是我們將可燃?xì)怏w檢測(cè)儀又稱(chēng)作LEL檢測(cè)儀的原因。

需要說(shuō)明的是，LEL檢測(cè)儀上顯示的不是可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到氣體體積的，而是達(dá)到了LEL的，即相當(dāng)于可燃?xì)怏w的
低爆炸下限，如果是甲烷，LEL=4%體積濃度（VOL）.在工作中，以LEL方式測(cè)量這些氣體的檢測(cè)儀是我們常見(jiàn)的催化燃燒式
檢測(cè)儀。它的原理是個(gè)雙路電橋（般稱(chēng)作惠斯通電橋）檢測(cè)單元。在這其中的個(gè)鉑金絲電橋上涂有催化燃燒物質(zhì)，
不論何種易燃?xì)怏w，只要它能夠被電引燃，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?xì)怏w的濃度成
定比例，通過(guò)儀器的電路系統(tǒng)和微處理機(jī)可以計(jì)算出可燃?xì)怏w的濃度。直接測(cè)量可燃?xì)怏w的體積濃度的熱導(dǎo)式VOL檢測(cè)器也可以
在市場(chǎng)上得到，同時(shí)，也已經(jīng)有了LEL/VOL合二為的檢測(cè)器。VOL可燃檢測(cè)器特別適合于在缺氧（氧氣不足）的環(huán)境中測(cè)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(shù)的有機(jī)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(jié)的副產(chǎn)品中，如氨、
氧化碳、硫化氫等等。它們是對(duì)工作人員造成危害大的危險(xiǎn)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(duì)于人體長(zhǎng)期的危害，如致殘、癌變等等。對(duì)于這些有毒有害氣體的檢測(cè)是我們發(fā)展中應(yīng)當(dāng)開(kāi)始引起充分重視的問(wèn)題。
表常見(jiàn)有毒有害氣體的TWA（8小時(shí)統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值）、STEL（15分鐘短期暴露水平）、IDLH（立即致死量）（ppm）和MAC
（車(chē)間大允許濃度）mg/m3。

有毒氣體 TWA STEL IDLH MAC

氨氣 (NH3) 25 35 500 30

氧化碳(CO) 25 -- 1500 30

氯氣 (Cl2) 0.5 1 30 1

氰化氫 (HCN) 10 4.7 50 0.3

硫化氫(H2S) 10 15 300 10

氧化氮 (NO) 25 -- 100 --

二氧化硫(SO2) 2 5 100 15

VOC* 50 100 -- --

隨氣體種類(lèi)不同，其TWA、STEL、IDLH、MAC等值會(huì)有定的不同目前，對(duì)于特定的有毒氣體的檢測(cè)，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(cè)儀。其中，檢測(cè)無(wú)機(jī)氣體為普遍、技術(shù)相對(duì)
成熟、綜合指標(biāo)好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(gòu)成是：將兩個(gè)反應(yīng)電--工作電和對(duì)電以及個(gè)參比電放置在特定電解液中（如上圖如示），然后在反應(yīng)
電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(cè)氣體進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，再通過(guò)儀器中的電路系統(tǒng)測(cè)量氣體電解時(shí)
產(chǎn)生的電流，然后由其中的微處理器計(jì)算出氣體的濃度。

目前，可以檢測(cè)到特定氣體的電化學(xué)傳感器包括：氧化碳、硫化氫、二氧化硫、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(cè)VOC檢測(cè) 器可以使用前章介紹的光離子化檢測(cè)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。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(xiǎn)；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(xiǎn)。正常的氧氣含量應(yīng)當(dāng)在20.9%左右。氧氣檢測(cè)儀也是電化學(xué)傳
感器的種。

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