有毒有害氣體檢測儀在工業(yè)中的應(yīng)用
在本章中我們將著重討論其它無機(jī)有毒有害氣體檢測儀的原理和應(yīng)用,但實(shí)際上,我們很難將有毒有害氣體簡單地分為有機(jī)、無機(jī)兩大類。
因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)情況中,安全和衛(wèi)生方面的遇到的氣體很多都是有機(jī)無機(jī)氣體的混合物。只是由于各種原因,目前我們對于有毒有害氣體的認(rèn)識還更多地集中于可燃?xì)怏w、可以引起急性中毒的氣體（硫化氫、氰氫酸等）、以及某些常見的有毒氣體（一氧化碳）、氧氣等檢測儀上,因此,本文將首先著重介紹這類檢測儀,并綜合目前的情況對各類有毒有害（無機(jī)/有機(jī)）氣體檢測儀的應(yīng)用提出建議。
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。
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)場合遇到最多的危險氣體,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。 可燃?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（如上左圖所示的爆炸三角形）,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(shí)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。
如上右圖所示的陰影部分。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于LEL（最低爆炸限度）時（可燃?xì)怏w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?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。為安全起見,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(bào),這里,10%LEL稱。作警告警報(bào),而20%LEL稱作危險警報(bào)。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的最低爆炸下限,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(jì)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?xì)怏w的體積（VOL）濃度。
