有毒有害氣體檢測儀的分類和原理

    有毒有害氣體檢測儀的分類和原理： 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：

    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、隔膜離子電極式,、固定電解質(zhì)式等,。

    可燃氣體是石油化工等工業(yè)場合遇到*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,?？扇細怏w發(fā)生爆炸必須具備一定的條件，那就是：一定濃度的可燃氣體,，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。當可燃氣體（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。我們把可燃氣體遇火源發(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,。當可燃氣體濃度低于LEL（*低爆炸限度）時（可燃氣體濃度不足）和其濃度高于UEL（**爆炸限度）時（氧氣不足）都不會發(fā)生爆炸。不同的可燃氣體的LEL和UEL都各不相同（參見第八期的介紹）,，這一點在標定儀器時要十分注意,。為安全起見，一般我們應(yīng)當在可燃氣體濃度在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氣體檢測儀又稱作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低爆炸下限,，如果是甲烷,，100%LEL=4%體積濃度（VOL）.在工作中，以LEL方式測量這些氣體的檢測儀是我們常見的催化燃燒式檢測儀。它的原理是一個雙路電橋（一般稱作惠斯通電橋）檢測單元,。在這其中的一個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，通過儀器的電路系統(tǒng)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(dǎo)式VOL檢測器也可以在市場上得到,，同時，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(shù)的有機化學(xué)物質(zhì)（VOC）,，也可能存在于生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)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*大的危險因素。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(yīng)當開始引起充分重視的問題,。

    下表為常見有毒有害氣體的TWA（8小時統(tǒng)計權(quán)重平均值）、STEL（15分鐘短期暴露水平）,、IDLH（立即致死量）（ppm）和MAC（車間大允許濃度）mg/m3,。

     隨氣體種類不同，其TWA,、STEL、IDLH,、MAC等值會有一定的不同目前,，對于特定的有毒氣體的檢測，我們使用*多的是氣體傳感器,。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,，檢測無機氣體*為普遍,、技術(shù)相對成熟、綜合指標*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,。

    電化學(xué)傳感器的構(gòu)成是：將兩個反應(yīng)電極--工作電極和對電極以及一個參比電極放置在特定電解液中（如上圖如示），然后在反應(yīng)電極之間加上足夠的電壓,，使透過涂有重金屬催化劑薄膜的待測氣體進行氧化還原反應(yīng),，再通過儀器中的電路系統(tǒng)測量氣體電解時產(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)當在20.9%左右。氧氣檢測儀也是電化學(xué)傳感器的一種,。