有毒有害氣體檢測儀的原理
2023-11-28
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根據(jù)危害，我們將有毒有害氣體分為可燃?xì)怏w和有毒氣體兩大類。由于它們性質(zhì)和危害不同，其檢測手段也有所不同。
可燃?xì)怏w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(jī)氣體和某些無機(jī)氣體：如一氧化碳等?？扇?xì)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?xì)怏w，一定量的氧氣以及足夠熱量點(diǎn)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(dāng)可燃?xì)怏w（蒸汽、粉塵）和氧氣混合并達(dá)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?xì)怏w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(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于LEL（*低爆炸限度）時（可燃?xì)怏w濃度不足）和其濃度高于UEL（*高爆炸限度）時（氧氣不足）都不會發(fā)生爆炸。不同的可燃?xì)怏w的LEL和UEL都各不相同（參見第八期的介紹），
這一點(diǎn)在標(biāo)定儀器時要十分注意。為**起見，一般我們應(yīng)當(dāng)在可燃?xì)怏w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?xì)怏w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?xì)怏w的濃度達(dá)到氣體體積的100%，而是達(dá)到了LEL的100%，即相當(dāng)于可燃?xì)怏w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?xì)怏w，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?xì)怏w的濃度成一定比例，通過儀器的電路系統(tǒng)和微處理機(jī)可以計算出可燃?xì)怏w的濃度。直接測量可燃?xì)怏w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(jī)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(dāng)開始引起充分重視的問題。
表 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。
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 -- --