有毒有害氣體檢測儀的分類和原理

常見的有毒有害氣體主要有可燃氣體、引起急性中毒的氣體（硫化氫、氰化氫等）、以及某些常見的有毒氣體一氧化碳、二氧化硫等。

有毒有害氣體檢測儀的分類和原理：

1.氣體檢測儀的關(guān)鍵部件是氣體傳感器，傳感器分為三大類：

A）利用物理化學性質(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。

2．有毒有害氣體分為可燃氣體和有毒氣體兩大類。

可燃氣體是石油化工等工業(yè)場合遇到最多的危險氣體，它主要是烷烴等有機氣體和無機氣體：如甲烷、一氧化碳等。

可燃氣體發(fā)生爆炸具備的條件：一定濃度的可燃氣體，一定量的氧氣以及足夠熱量點燃的火源，即爆炸三要素，缺一不可。

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。例如一氧化碳與空氣混合的爆炸極限為12.5%～74%。當可燃氣體濃度低于LEL（爆炸限度）時（可燃氣體濃度不足）和其濃度高于UEL（最高爆炸限度）時（氧氣不足）都不會發(fā)生爆炸。不同的可燃氣體的LEL和UEL都不相同，在標定儀器時為安全起見，可燃氣體檢測儀檢測濃度時，在LEL的10%和20%兩個量程時設(shè)置警報，10%LEL稱作警告警報，20%LEL稱作危險警報。可燃氣體檢測儀又稱LEL檢測儀。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相當于4%體積濃度（VOL）。控制氣體濃度是職業(yè)安全的一環(huán)。加入惰性氣體或其他不易燃的氣體來降低濃度。 在排放氣體前，可以以滌氣器、吸附法來清除可爆的氣體。

催化燃燒式傳感器：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，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式VOL檢測器，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：

存在于生產(chǎn)原料中，如大多數(shù)的有機化學物質(zhì)（VOC）。

存在于生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)的副產(chǎn)品中，如氨氣、一氧化碳、硫化氫等。

對工作人員造成危害最大的危險因素，如身體不適、發(fā)病、死亡等，

對人體長期的危害，如致殘、癌變等。這些有毒有害氣體的檢測是我國在預防職業(yè)病工作中最重視的問題。

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（車間最大允許濃度）mg/m3。

有毒氣體TWA STEL IDLH MAC

氨氣(NH3) 25 35 500 30

一氧化碳(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

一氧化氮(NO) 25 -- 100 --

二氧化硫(SO2) 2 5 100 15

VOC＊50 100 -- --

氣體種類不同，其TWA、STEL、IDLH、MAC等值也不同，光離子化檢測儀主要檢測有機芳香性有毒有害氣體。檢測有毒有害氣體方法是定電位電解式方法即電化學傳感器。

電化學傳感器：原理是將兩個反應電極--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，然后在反應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，通過儀器中的電路系統(tǒng)測量氣體電解時產(chǎn)生的電流，由其中的微處理器計算出氣體的濃度。

可以檢測到特定氣體的電化學傳感器包括：一氧化碳（CO）、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、一氧化氮(N0)、二氧化氮(NO2)、氨氣(NH3)、氯氣(CL2)、氰化氫(HCN)、氯化氫(HCL)等。檢測VOC檢測器即光離子化檢測器。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。

氧氣含量超過23.5%稱為氧氣過量(富氧)，很容易發(fā)生爆炸的危險。

氧氣含量低于19.5%為氧氣不足（缺氧），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，是一款個人便攜式氣體檢測報警儀，它的傳感器采用電化學傳感器，反應靈敏，適用于在工礦企業(yè)環(huán)境空氣中連續(xù)檢測氧氣的百分比濃度，當環(huán)境濃度偏高時，進行高限、低限聲、光、震動報警，警示現(xiàn)場人員盡快撤離危險區(qū)域。

選擇有毒有害氣體檢測儀具體體現(xiàn)在：

1）對可燃氣體的檢測重于對有毒氣體的檢測。

2）對可能引起急性中毒氣體的檢測重于對可能引起慢性中毒的氣體的檢測。

可燃氣體泄漏所引起的爆炸事故，使人們對于可燃氣體檢測十分重視，石化、化工廠的危險氣體檢測儀都是LEL檢測儀。僅配備LEL檢測儀對于保護工人的安全和健康遠遠不夠。多數(shù)揮發(fā)性危險氣體都是可燃氣體，催化燃燒式的可燃氣體檢測儀（LEL）并不是對所有的可燃氣體檢測都有效，它是專門為檢測甲烷設(shè)計的，而對其它物質(zhì)的檢測性能比較差?？梢詸z測出的除甲烷以外的可燃氣體的下限濃度要遠遠高于允許濃度。對于苯、氨氣等危險有毒氣體，單純使用可燃氣體檢測儀是十分危險的。（比如，苯的爆炸下限是1.2%，它在LEL檢測儀上的校正系數(shù)是2.51，也就是說，苯在一個用甲烷標定的LEL檢測儀上的顯示的濃度只是其實際濃度的40%??！這樣，用LEL可以檢測到的苯的警報濃度是10%LEL=10%×1.2%×2.51=3.0×10-3，這個濃度同苯的允許濃度5×10-6相比要高近600倍!。同樣，氨氣在LEL檢測儀上得到的警報濃度1.5×10-2也要比其允許濃度2.5×10-5高大約600倍）。根據(jù)所檢測氣體對象的不同，正確選擇有毒氣體檢測儀是解決問題的根本。

對于引起急性中毒的氣體，比如硫化氫、氫化氰等的檢測較為重視，但對于慢性中毒的氣體，比如芳香烴、醇類等的檢測重視不夠，其實后者對人體的健康和安全的危害會直接導致人體發(fā)生癌變及相關(guān)隱形病癥，影響人的壽命和健康。選擇可以檢測較低濃度的有機氣體檢測儀是預防職業(yè)病的關(guān)鍵。

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