氣體傳感器作為環(huán)境監(jiān)測的儀器,能夠監(jiān)測空氣中可燃,、易爆、有毒等氣體的濃度,,因此在工業(yè)生產(chǎn),、農(nóng)業(yè)種植、畜牧養(yǎng)殖業(yè)等易含有這些氣體的場所中被廣泛安裝使用,。
畜牧養(yǎng)殖業(yè)是使用氣體傳感器最多的行業(yè)之一智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),,但是在選擇設備量程的時候犯了愁?如在國家無公害養(yǎng)殖標準中規(guī)定豬舍內(nèi)氨氣濃度<25mg/m3,,但在選擇氨氣變送器時發(fā)現(xiàn)大部分氣體檢測儀器標注的氣體濃度都是用ppm表示,,這該如何選擇呢?在我國的標準規(guī)范中都是使用質量濃度單位(如:mg/m3)來表示氣體濃度,,特別是環(huán)保部門就是要求氣體濃度以質量濃度的單位(如:mg/m3)表示,。那為什么氣體檢測儀要使用ppm來表示氣體濃度呢?使用質量濃度單位(mg/m3)作為空氣污染物濃度的表示方法,,它的優(yōu)勢就是可以方便計算出污染物的真正量,;但質量濃度與檢測氣體的溫度、壓力環(huán)境條件有關,,其數(shù)值會隨著溫度,、氣壓等環(huán)境條件的變化而有所不同;所以在實際測量時,,需要同時測定氣體的溫度和大氣壓力,;而使用ppm描述氣體濃度時采取的是體積比,就不會出現(xiàn)這個問題,。那么,,mg/m3與ppm這兩種表示氣體濃度表示單位是如何定義的?二者之間如何換算呢,?(1)定義
體積濃度表示法:指的是一百萬體積的空氣中所含污染物的體積數(shù),,常用ppm表示,即1ppm=cm3/m3=10-6,如5ppm一氧化碳指的是空氣中含有百萬分之5的一氧化碳,。
質量體積濃度表示法:每立方米空氣中所含污染物的質量數(shù),,常用的表示單位是mg/m3或g/m3。
(2)ppm與mg/m3之間的換算關系在標準狀況(STP)0℃( 273K),、1.01×10^5Pa下,,1摩爾任何理想氣體所占的體積都約為22.4升,這個體積叫做該氣體摩爾體積,,單位是L/ mol(升/摩爾) ,,即標準狀況下(STP)氣體摩爾體積為 22.4L/mol;若環(huán)境溫度為25℃,,則1.01×10^5Pa時的氣體摩爾的體積約為24.5L/mol,。在通常情況下,mg/m3與ppm的換算關系可以表示為X=M·C/24.5,,C=24.5·X/M,,上述公式中的X代表代表污染物以每標立方米的毫克數(shù)表示的濃度值(mg/m3);C代表污染物以ppm表示的濃度值,,M代表污染物的分子量,。由此我們推出ppm與mg/m3之間的換算公式為:體積濃度(ppm)=24.5x質量濃度(mg/m3)/分子量若當前環(huán)境的空氣溫度為25℃,氨氣氣體的濃度為6mg/m3時,,我們?nèi)绾斡嬎愠鏊斍暗?/span>ppm值呢,?通過ppm與mg/m3之間的換算公式,列出算式當前氨氣的ppm值=24.5x6/17=8.65ppm,。同理,,已知大氣中二氧化硫的濃度為5ppm,如果用mg/m3表示濃度該是多少,?我們知道二氧化硫的分子量為64,,根據(jù)換算公式可列為SO2=5x64/24.5ppm,,計算出結果可知5ppm二氧化硫的濃度用mg/m3表示應為13.06mg/m3,。
如何簡單把以PPM表示的濃度換算成以mg/m3表示的濃度?
例如換算VOC(通常以異丁烯來換算),,把100ppm的VOC氣體換算成mg/m3,,使用公式:
那么有X=M×C÷22.4=56(異丁烯分子量)×100(ppm)÷22.4(摩爾體積系數(shù),0℃時用22.4,25℃時用24.5)=250mg/m3,;如果是25℃時應該是:X=M×C÷22.4=56(異丁烯分子量)×100(ppm)÷24.5(摩爾體積系數(shù),,0℃時用22.4,25℃時用24.5)=250mg/m3≈228.6mg/m3,。
此外,,氣體濃度除常用ppm和mg/m3表示以外,偶爾還會用ppb表示,此時我們只要記住一下ppm與ppb換算,,(1ppm=1000ppb)就可以很快的計算出結果,,選擇適合的氣體傳感器了
100%LEL與%VOL的關系?
可燃性氣體的爆炸下限都可以用100%LEL表示,,意思是把各自的爆炸下限濃度分成100分,,用%之多少來體現(xiàn)這個濃度下的危險程度,。比如甲烷的100%LEL=5%VOL,。乙醇的100%LEL=3.3%VOL。雖然都是100%LEL,,但表示的體積濃度是不一樣的,。因為%VOL表示的是實實在在的體積濃度,,而100%LEL表示的是各自氣體的危險程度,。
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