氣體檢測儀是我們常用的儀器,是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器,對于各類不同的生產(chǎn)場合和檢測要求,選擇合適的氣體檢測儀是每一個從事安全和衛(wèi)生工作的人員都必須十分注意的,接下來就來詳細(xì)說明下:
1、確定氣體檢測儀器的使用目的
首先,要知道你想用氣體檢測儀器檢測什么?在使用儀器進(jìn)行檢測之前,你應(yīng)當(dāng)對所通測儀器監(jiān)測環(huán)境中的有毒有毒氣體有一個大致的了解。如果你的回答模棱兩可,那么,氣體檢測儀器可能并不是一個很好的檢測手段。此時,氣體檢測的工作就要移送到“昂貴的”實驗室分析儀——氣相色譜(也許是質(zhì)譜)上,將可疑現(xiàn)場采集到的氣體樣品送到分析實驗室進(jìn)行全面的分析測試,等待那些專業(yè)的分析人員給你一個詳盡的氣體種類、濃度范圍的分析報告,然后根據(jù)這個報告,找到整個環(huán)境中較為危險的氣體傳感器。如果危險組分較多,可以選擇一個復(fù)合氣體檢測儀器。
2、確認(rèn)所要檢測的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檢測儀無疑是較為合適的。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。當(dāng)然在一些人員罕至、維護(hù)不方便的區(qū)域,或者可燃?xì)庑孤o常(比如罐體內(nèi)等密閉空間),采用紅外可燃?xì)怏w檢測器不失為一種較好的選擇。
如果存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體,就要優(yōu)先選擇一個特定的有毒氣體檢測器才能保證人員的安全。
如果可能性存在有機有毒氣體(VOC),引起人員中毒時它們的濃度較低,比中芳香烴、鹵代烴(胺)、醚、醇、脂等,就應(yīng)當(dāng)選擇前章介紹的光離子化檢測儀,而絕對不要使用LEL檢測器應(yīng)付,因為這可能會導(dǎo)致人員傷害。
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。
(1)固定氣體檢測儀
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(jìn)行檢測。固定式檢測器在工藝和技術(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。當(dāng)然,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)氣體的密度選擇傳感器安裝的較為有效的高度等。
(2)便攜式氣體檢測儀
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,可連續(xù)使用1000h;新型LEL檢測儀、PID和復(fù)合式儀器采用可充電鋰離子電池,一般可連續(xù)工作近12h,所以,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,可以使用隨身佩戴的擴(kuò)散式氣 體檢測儀,因為它可以連續(xù)、實有振動警報隊附件,以避免通測儀器在嘈雜環(huán)境中聽不到聲音報警,并安裝計算機芯片來記錄通測儀器峰值、STEL(15min 短期暴路水平)和TWA(8h統(tǒng)計權(quán)重平均值),為工作人員的健康和安全提供具體的指導(dǎo)。同時,為準(zhǔn)確監(jiān)測人員在危險環(huán)境中的暴露水平,要將儀器放在最接 近人員呼吸區(qū)域的數(shù)據(jù),比如,將檢測儀器放在人員的領(lǐng)口、上衣口袋處,如果打算檢測整個區(qū)域內(nèi)的有毒有害氣體水平,就要在這個區(qū)域內(nèi)放置多個氣體檢測儀進(jìn) 行監(jiān)測。
如果是進(jìn)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、家業(yè)密密閉糧倉、鐵路罐車、船運貨艙、遂道等工作場合,就要選擇帶有內(nèi)置采樣泵的多氣體檢測儀。因為密閉空間中不同部位的氣體分布和氣體種類有 很大的不同,比如一般意義上的易燃易爆氣體的密閉較輕,大部門會分布于密閉空間的上部;而一氧化碳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,如果考慮到有機有毒氣體的揮發(fā)泄漏,一個可以檢測有機氣體的檢測儀也需要的。因此一個完整的密閉空間氣體檢測儀應(yīng)當(dāng)具有泵吸 功能(以便可以非接觸、分部位檢測)、多氣體檢測儀(以檢測不同空間分布的危險氣,包括無機氣體和有機氣體)、氧檢測儀(防止缺氧或富氧),只有這樣才能 保證進(jìn)入密閉空音的工作人員的絕對安全。
如果用于應(yīng)急事故、檢漏和巡視,就要根據(jù)日常檢測中較為常見的氣體泄漏,選擇合適的復(fù)合氣體檢測儀,同時最近配備內(nèi)置或外置吸氣泵,以方便判斷泄漏點的方位。
在進(jìn)行工業(yè)衛(wèi)生檢測和健康調(diào)查時,具有數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計計算以及可以連接計算機等功能的儀器應(yīng)用起來應(yīng)非常方便。
氣體檢測儀是一種氣體泄露濃度檢測的儀器儀表工具,主要是指便攜式/手持式氣體檢測儀。主要利用氣體傳感器來檢測環(huán)境中存在的氣體種類,氣體傳感器是用來檢測氣體的成份和含量的傳感器。一般認(rèn)為,氣體傳感器的定義是以檢測目標(biāo)為分類基礎(chǔ)的,也就是說,凡是用于檢測氣體成份和濃度的傳感器都稱作氣體傳感器,不管它是用物理方法,還是用化學(xué)方法。比如,檢測氣體流量的傳感器不被看作氣體傳感器,但是熱導(dǎo)式氣體分析儀卻屬于重要的氣體傳感器,盡管它們有時使用大體一致的檢測原理。
氣體檢測儀器的傳感器種類及優(yōu)點和缺點
半導(dǎo)體式
它是利用一些金屬氧化物半導(dǎo)體材料,在一定溫度下,電導(dǎo)率隨著環(huán)境氣體成份的變化而變化的原理制造的。比如,酒精傳感器,就是利用二氧化錫在高溫下遇到酒精氣體時,電阻會急劇減小的原理制備 的。
優(yōu)點
半導(dǎo)體式氣體傳感器可以有效地用于:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多氣體地檢測。尤其是,這種傳感器成本低廉,適宜于民用氣體檢測的需求。下列幾種半導(dǎo)體式氣體傳感器是成功的:甲烷(天然氣、沼氣)、酒精、一氧化碳(城市煤氣)、硫化氫、氨氣(包括胺類,肼類)。高質(zhì)量的傳感器可以滿足工業(yè)檢測的需要。
缺點
穩(wěn)定性較差,受環(huán)境影響較大;尤其,每一種傳感器的選擇性都不是唯一的,輸出參數(shù)也不能確定。因此,不宜應(yīng)用于計量準(zhǔn)確要求的場所。
燃燒式這種傳感器是在白金電阻的表面制備耐高溫的催化劑層,在一定的溫度下,可燃性氣體在其表面催化燃燒,燃燒是白金電阻溫度升高,電阻變化,變化值是可燃性氣體濃度的函數(shù)。
優(yōu)點
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體:凡是不能燃燒的,傳感器都沒有任何響應(yīng)。催化燃燒式氣體傳感器計量準(zhǔn)確,響應(yīng)快速,壽命較長。傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險直接相關(guān),在安全檢測領(lǐng)域是一類主導(dǎo)地位的傳感器。
缺點
在可燃性氣體范圍內(nèi),無選擇性。暗火工作,有引燃爆炸的危險。大部分元素有機蒸汽對傳感器都有中毒作用。
熱導(dǎo)池式
每一種氣體,都有自己特定的熱導(dǎo)率,當(dāng)兩個和多個氣體的熱導(dǎo)率差別較大時,可以利用熱導(dǎo)元件,分辨其中一個組分的含量。這種傳感器已經(jīng)傳感器地用于氫氣的檢測、二氧化碳的檢測、高濃度甲烷的檢測。
這種氣體傳感器可應(yīng)用范圍較窄,限制因素較多。
電化學(xué)式
它相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性,可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng),可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類:
(1)、原電池型氣體傳感器(也稱:加伏尼電池型氣體傳感器,也有稱燃料電池型氣體傳感器,也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器),他們的原理行同我們用的干電池,只是,電池的碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例,氧在陰極被還原,電子通過電流表流到陽極,在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)、恒定電位電解池型氣體傳感器,這種傳感器用于檢測還原性氣體非常有效,它的原理與原電池型傳感器不一樣,它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強制下發(fā)生的,是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功地用于:一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中,是現(xiàn)有毒有害氣體檢測的主流傳感器。
(3)、濃差電池型氣體傳感器,具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè),會自發(fā)形成濃差電動勢,電動勢的大小與氣體的濃度有關(guān),這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器。
(4)、極限電流型氣體傳感器,有一種測量氧氣濃度的傳感器利用電化池中的極限電流與載流子濃度相關(guān)的原理制備氧(氣)濃度傳感器,用于汽車的氧氣檢測,和鋼水中氧濃度檢測。
紅外線
大部分的氣體在中紅外區(qū)都有特征吸收峰,檢測特征吸收峰位置的吸收情況,就可以確定某氣體的濃度。
這種傳感器過去都是大型的分析儀器,但是近些年,隨著以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的傳感器工業(yè)的發(fā)展,這種傳感器的體積已經(jīng)由10升,45公斤的巨無霸,減小到2毫升(拇指大小)左右。使用無需調(diào)制光源的紅外探測器使得儀器完全沒有機械運動部件,完全實現(xiàn)免維護(hù)化。紅外線氣體傳感器可以有效地分辨氣體的種類,準(zhǔn)確測定氣體濃度。
這種傳感器成功的用于:二氧化碳、甲烷的檢測。