一、什么是氣體檢測儀
氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)是一種(zhong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)泄(xie)露濃度檢(jian)測(ce)(ce)的儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表工具,其中包括(kuo):便攜式(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)、手持式(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)、固定式(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)、在線(xian)式(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)等。主要利(li)用(yong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)傳感(gan)(gan)器(qi)來檢(jian)測(ce)(ce)環境中存在的氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)種(zhong)類,氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)傳感(gan)(gan)器(qi)是用(yong)來檢(jian)測(ce)(ce)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的成份和含量的傳感(gan)(gan)器(qi)。
一般認為,氣體(ti)(ti)傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)定義是以檢測目標為分類基礎的(de),也就是說(shuo),凡(fan)是用(yong)(yong)于檢測氣體(ti)(ti)成份和濃度的(de)傳(chuan)(chuan)感器(qi)都稱作(zuo)氣體(ti)(ti)傳(chuan)(chuan)感器(qi),不管(guan)它(ta)(ta)是用(yong)(yong)物(wu)理(li)方法,還是用(yong)(yong)化學方法。比(bi)如(ru),檢測氣體(ti)(ti)流量的(de)傳(chuan)(chuan)感器(qi)不被看(kan)作(zuo)氣體(ti)(ti)傳(chuan)(chuan)感器(qi),但是熱導(dao)式氣體(ti)(ti)分析儀卻屬于重要的(de)氣體(ti)(ti)傳(chuan)(chuan)感器(qi),盡管(guan)它(ta)(ta)們有時(shi)使用(yong)(yong)大(da)體(ti)(ti)一致的(de)檢測原理(li)。
二、氣體檢測儀的種類及優缺點
1、半導體式
它是(shi)利用(yong)(yong)一些金屬(shu)氧化物半導體材料,在一定溫度下,電導率(lv)隨(sui)著環境氣(qi)體成(cheng)份(fen)的(de)變(bian)化而(er)變(bian)化的(de)原(yuan)理(li)制造的(de)。比(bi)如,酒(jiu)精(jing)傳感器,就是(shi)利用(yong)(yong)二氧化錫(xi)在高溫下遇到(dao)酒(jiu)精(jing)氣(qi)體時,電阻會急(ji)劇減小的(de)原(yuan)理(li)制備的(de)。
優點:半導體(ti)式(shi)氣(qi)體(ti)傳感器(qi)可以有效地用于(yu)甲(jia)烷(wan)(wan)(wan)、乙烷(wan)(wan)(wan)、丙烷(wan)(wan)(wan)、丁烷(wan)(wan)(wan)、酒精、甲(jia)醛、一氧(yang)化碳、二氧(yang)化碳、乙烯(xi)、乙炔、氯乙烯(xi)、苯乙烯(xi)、丙烯(xi)酸等很多氣(qi)體(ti)地檢(jian)(jian)測。并且這種(zhong)傳感器(qi)成(cheng)本低廉,適宜(yi)于(yu)民用氣(qi)體(ti)檢(jian)(jian)測的(de)需求(qiu)。高質(zhi)量的(de)傳感器(qi)可以滿足工業(ye)檢(jian)(jian)測的(de)需要。
缺點:穩定性(xing)較差(cha),受環境影響較大(da);每一種傳(chuan)感器的(de)選擇性(xing)都不是(shi)唯一的(de),輸出參(can)數也不能(neng)確定,因此,不宜應用于(yu)計量準確要求的(de)場所。
2、燃燒式
這(zhe)種傳感(gan)器是在白金電(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)表面制備耐(nai)高溫(wen)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑層,在一定的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下,可燃(ran)(ran)性(xing)氣(qi)體(ti)在其表面催(cui)化(hua)燃(ran)(ran)燒(shao),燃(ran)(ran)燒(shao)是白金電(dian)阻(zu)(zu)溫(wen)度(du)升高,電(dian)阻(zu)(zu)變(bian)化(hua),變(bian)化(hua)值是可燃(ran)(ran)性(xing)氣(qi)體(ti)濃度(du)的(de)(de)(de)函數。
優點:催化(hua)燃燒式(shi)氣(qi)體傳(chuan)感器(qi)選(xuan)擇(ze)性地檢(jian)測(ce)可燃性氣(qi)體,凡是(shi)不(bu)能燃燒的(de),傳(chuan)感器(qi)都沒(mei)有任何(he)響應(ying)。催化(hua)燃燒式(shi)氣(qi)體傳(chuan)感器(qi)計量準確,響應(ying)快速,壽命較長。傳(chuan)感器(qi)的(de)輸出與環境的(de)爆(bao)炸危險直接相關(guan),在安(an)全檢(jian)測(ce)領(ling)域是(shi)一類主導地位(wei)的(de)傳(chuan)感器(qi)。
缺點:在可燃性氣體范圍內(nei),無(wu)選擇性。暗火(huo)工作(zuo)(zuo),有引燃爆炸(zha)的危險。大部分(fen)元素有機蒸汽對傳(chuan)感器都有中毒作(zuo)(zuo)用。
3、熱導池式
每一(yi)種(zhong)氣體(ti),都有(you)自己(ji)特定(ding)的熱(re)(re)導(dao)率,當(dang)兩個和多(duo)個氣體(ti)的熱(re)(re)導(dao)率差別較(jiao)大(da)時,可(ke)以(yi)利用熱(re)(re)導(dao)元件,分(fen)辨其中一(yi)個組(zu)分(fen)的含量。這(zhe)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器已經傳(chuan)感(gan)器地用于氫氣的檢(jian)測(ce)、二氧化(hua)碳的檢(jian)測(ce)、高濃度(du)甲烷的檢(jian)測(ce)。這(zhe)種(zhong)氣體(ti)傳(chuan)感(gan)器可(ke)應用范圍較(jiao)窄,限制因素較(jiao)多(duo)。
4、電化學式
它相當一部分(fen)(fen)的可(ke)燃性的、有(you)毒(du)有(you)害氣(qi)體(ti)都有(you)電(dian)化學(xue)活性,可(ke)以被電(dian)化學(xue)氧化或者還原。利用(yong)這些(xie)反應(ying),可(ke)以分(fen)(fen)辨氣(qi)體(ti)成份、檢測(ce)氣(qi)體(ti)濃(nong)度(du)。電(dian)化學(xue)氣(qi)體(ti)傳感器分(fen)(fen)很多子類:
(1)原電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)型(xing)(xing)氣(qi)(qi)體傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(也(ye)稱(cheng):加伏尼電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)型(xing)(xing)氣(qi)(qi)體傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),也(ye)有(you)稱(cheng)燃料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)型(xing)(xing)氣(qi)(qi)體傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),也(ye)有(you)稱(cheng)自發電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)型(xing)(xing)氣(qi)(qi)體傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)),他們(men)的原理行同(tong)我(wo)們(men)用的干電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),只(zhi)是,電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的碳錳電(dian)(dian)(dian)(dian)極被氣(qi)(qi)體電(dian)(dian)(dian)(dian)極替(ti)代了(le)。以(yi)氧氣(qi)(qi)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)為例,氧在陰極被還原,電(dian)(dian)(dian)(dian)子通過電(dian)(dian)(dian)(dian)流表(biao)流到陽極,在那(nei)里鉛(qian)金屬被氧化(hua)。電(dian)(dian)(dian)(dian)流的大小與氧氣(qi)(qi)的濃度直接(jie)相關(guan)。這種傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)可以(yi)有(you)效地檢測氧氣(qi)(qi)、二(er)氧化(hua)硫、氯氣(qi)(qi)等。
(2)恒定電位電解池型氣體(ti)傳(chuan)感器,這種傳(chuan)感器用(yong)于檢(jian)測(ce)還原性氣體(ti)非常有效,它的(de)原理與(yu)原電池型傳(chuan)感器不一(yi)樣,它的(de)電化(hua)學(xue)反(fan)應是(shi)在電流強制下發生的(de),是(shi)一(yi)種真正的(de)庫侖分(fen)析的(de)傳(chuan)感器。這種傳(chuan)感器已(yi)經(jing)成功地用(yong)于:一(yi)氧化(hua)碳、硫化(hua)氫、氫氣、氨(an)氣、肼、等氣體(ti)的(de)檢(jian)測(ce)之中,是(shi)現(xian)有毒(du)有害氣體(ti)檢(jian)測(ce)的(de)主流傳(chuan)感器。
(3)濃(nong)差電(dian)(dian)(dian)池型氣體(ti)傳感器,具有電(dian)(dian)(dian)化學活(huo)性的氣體(ti)在電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)池的兩側,會(hui)自發形成濃(nong)差電(dian)(dian)(dian)動勢(shi),電(dian)(dian)(dian)動勢(shi)的大小與氣體(ti)的濃(nong)度有關,這(zhe)種傳感器的成功實例就是汽車用(yong)氧氣傳感器、固體(ti)電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)型二氧化碳傳感器。
(4)極(ji)限(xian)電(dian)流型氣體傳感器(qi),有一種(zhong)測(ce)量氧氣濃(nong)度(du)的(de)(de)傳感器(qi)利用電(dian)化池中的(de)(de)極(ji)限(xian)電(dian)流與載流子濃(nong)度(du)相(xiang)關的(de)(de)原理(li)制(zhi)備氧(氣)濃(nong)度(du)傳感器(qi),用于汽車的(de)(de)氧氣檢測(ce),和(he)鋼水(shui)中氧濃(nong)度(du)檢測(ce)。
5、紅外線
大部分的氣體在中紅外區都(dou)有特征吸收(shou)(shou)峰,檢(jian)測特征吸收(shou)(shou)峰位(wei)置(zhi)的(de)吸收(shou)(shou)情(qing)況,就可以確定某氣體(ti)的(de)濃度。這種(zhong)傳感器通(tong)常用于二(er)氧化碳、甲烷的(de)檢(jian)測。
這(zhe)種(zhong)(zhong)傳(chuan)感器(qi)(qi)過去都是(shi)大(da)型(xing)的(de)(de)分析儀器(qi)(qi),但是(shi)近些年,隨著以(yi)MEMS技術為基礎的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)(qi)工業(ye)的(de)(de)發展,這(zhe)種(zhong)(zhong)傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)體積已(yi)經(jing)由10升(sheng),45公斤的(de)(de)巨無霸,減小(xiao)到2毫(hao)升(sheng)(拇指大(da)小(xiao))左右。使用無需調制(zhi)光源(yuan)的(de)(de)紅外探(tan)測(ce)器(qi)(qi)使得儀器(qi)(qi)完全(quan)沒有(you)機械(xie)運動部件,完全(quan)實(shi)現免維護化。紅外線氣體傳(chuan)感器(qi)(qi)可以(yi)有(you)效地分辨(bian)氣體的(de)(de)種(zhong)(zhong)類,準確測(ce)定氣體濃度(du)。
三、氣體檢測儀器怎么用
1、氣體檢測儀器使用前
(1)氣(qi)體檢測儀器作業(ye)前仔細閱(yue)讀與氣(qi)體檢測儀對(dui)應的使用(yong)說明(ming)書(shu),熟悉機器的性能和(he)操作方法。
(2)檢查電池電量是否(fou)充足(zu)(zu),如發(fa)現電池電量不足(zu)(zu)應及時更(geng)換電池或充電。
(3)檢查進氣口氣濾有無雜物堵住(zhu),堵住(zhu)需(xu)清理干凈(jing)或更換。
(4)開機過程(cheng)中自(zi)檢時應聽一下(xia)分級報(bao)警聲光(guang)報(bao)警、震動報(bao)警是否準確(que),如(ru)不符合要求設定(ding)不準使用,并應立即校訂。
(5)在(zai)清新空氣條件下開機后觀察(cha)初始(shi)數值是否準確(CO檢測(ce)(ce)儀(yi)初始(shi)顯(xian)(xian)示0 ppm;O2檢測(ce)(ce)儀(yi)初始(shi)顯(xian)(xian)示20.9%;硫化氫檢測(ce)(ce)儀(yi)初始(shi)顯(xian)(xian)示0 ppm),如顯(xian)(xian)示數值不(bu)準確嚴(yan)禁使用,應立即校(xiao)訂。
2、氣體檢測儀器使用過程中
(1)便攜式(shi)氣體檢測儀使(shi)用時(shi)應(ying)佩戴(dai)在盡(jin)量接近口(kou)、鼻的(de)部位,如衣服前領口(kou)、上(shang)衣口(kou)袋等,嚴(yan)禁將報警器放置于口(kou)袋內等不易查看的(de)部位,影響檢測數(shu)值(zhi)。
(2)使(shi)用(yong)過程中應盡量(liang)避免(mian)碰撞,造成檢測(ce)數據(ju)異常(chang)。
(3)氣體(ti)檢測儀傳(chuan)感器(qi)等(deng)部件屬(shu)于精密部件,調(diao)整好(hao)的儀器(qi)不要隨便開蓋(gai),使用過程中應(ying)注(zhu)意防水和雜質進入,防止造(zao)成數據異常。
(4)使(shi)用時(shi)如出現指(zhi)示(shi)燈連(lian)續閃亮(liang)、顯示(shi)屏突(tu)然無數值(zhi)顯示(shi)、氣(qi)體明顯超(chao)標區(qu)域(yu)顯示(shi)數值(zhi)不(bu)動作、差(cha)距大等異常情況應立即停止作業,撤離(li)到(dao)空(kong)氣(qi)清新區(qu)域(yu)觀察(cha)是何問題(ti),并(bing)及(ji)時(shi)排除,否則嚴禁繼續使(shi)用。
(5)各類氣體檢(jian)測(ce)超標情況(kuang)下作業執行國家及公司規定(ding):
煤氣現場作業(不包含受限空間)濃度與作業時間要求:
CO在空氣(qi)中的(de)濃度為24ppm時,可以正常作業。
CO在空氣中的濃度(du)為40ppm時,可(ke)以工(gong)作(zuo)1小時。
CO在空氣中的濃度為(wei)80ppm時(shi)(shi),可(ke)以工作半(ban)小時(shi)(shi)。
CO在空(kong)氣(qi)中(zhong)的濃度(du)為(wei)160ppm時(shi),只允許工(gong)作15~20分(fen)鐘,每次(ci)工(gong)作間(jian)隔(ge)時(shi)間(jian)為(wei)2小時(shi)。
氧氣作業:
作業區域環境氧氣含(han)量(liang)不得(de)低于19.5%,有限空間內氧含(han)量(liang)一般為 19.5%~21%,在(zai)富(fu)氧環境下不得(de)大于23.5%。
硫化氫作業:
當(dang)硫化氫濃度低(di)于(yu)40ppm時可以佩戴過濾式防毒面具作業(ye),并在(zai)濾毒罐表面注(zhu)明適(shi)用物質(zhi)。
當硫化(hua)氫濃度大于40ppm或濃度不明(ming)或二氧化(hua)硫濃度高(gao)于2ppm的區域內(nei)作(zuo)業時應(ying)使用正(zheng)壓式空(kong)氣呼(hu)吸器。
嚴禁任何人(ren)不佩戴合適的(de)防護用品(pin)進入(ru)可能含有硫化氫氣體(ti)的(de)區域,禁止在(zai)有毒(du)(du)區域內摘除防毒(du)(du)用具(ju)。
(6)如在(zai)作業中(zhong)出現(xian)頭暈、耳鳴、眼(yan)花、惡心(xin)等情況時應立即(ji)停(ting)止作業,撤離到空(kong)(kong)氣清(qing)新區域(注意(yi)空(kong)(kong)氣流向,選擇上風(feng)口(kou)),如事態較大應立即(ji)啟動應急響應,開展(zhan)自救、他(ta)救。
3、氣體檢測儀器使用完畢后
(1)便攜(xie)式氣體檢測儀(yi)(yi)(yi)使用(yong)完畢后(hou)按住(zhu)關(guan)機鍵不放,顯示(shi)屏顯示(shi)5秒倒計,倒計時(shi)結束后(hou)LCD顯示(shi)“off”,隨后(hou)儀(yi)(yi)(yi)器無顯示(shi),儀(yi)(yi)(yi)器關(guan)機,嚴禁直接扣除(chu)電池強制關(guan)機。
(2)儀器(qi)關機后應(ying)對表(biao)面(mian)附著的灰塵進行清理,做好(hao)器(qi)材清潔(jie)。
(3)儀(yi)器長期不(bu)工作時,應關(guan)機,置于干燥、無塵、符合儲存溫度的環境中。
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