原创 气体检测基础知识

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有毒有害气体包括那些?

1.      挥发性有机化合物Volatile Organic Compounds (VOCs)

1. 
   
2. 易燃易爆气体
   
   
3. 有毒气体 CO, H2S, HCl等等
   
   
4. 氧气不足

气体浓度及单位

?        TWA：时间加权平均值，以8小时为计量周期。一般认为是在工作时间内车间允许浓度水平

?        STEL：短期暴露水平，以15分钟为计量周期。一般认为是工人在短期工作期间可以允许的浓度水平

?        IDLH：短期致死水平，或称立即致死浓度。

?        LEL：爆炸下限

?        UEL：爆炸上限

ppm: 百万分之一，ppb：十亿分之一；mg/m3…….

1%VOL=10000ppm=10000000ppb

有害气体的各类参数

均为ppm单位，常见有毒有害气体的TWA（8小时统计权重平均值）、STEL

（15分钟短期暴露水平）、IDLH（立即致死量）和MAC（车间最大允许浓度）

 *随气体种类不同，其TWA、STEL、IDLH、

  MAC等值会有一定的不同

气体检测技术分类

?                    传感器：

–                                        电化学、催化燃烧、光离子化等

?                    使用方式：

–                                        便携式、固定式

?                    监测对象

–                                        毒气、可燃气、挥发性有机化合物

传感器原理和技术

气体检测仪的关键部件是气体传感器。气体传感器从原理上可以分为三大类：

   A利用物理化学性质的气体传感器：如半导体式、催化燃烧式、固体热导式等。

   B利用物理性质的气体传感器：红外吸收式、光干涉式、光离子化等。

   C利用电化学性质的气体传感器：如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等。

五大主要气体传感检测技术

n      催化燃烧式传感器-LEL

n      红外吸收式-LEL、CO2、CH4

n      电化学式-CO，H2S

n      光离子化PID-VOC

n      半导体式MOS

传感器原理和技术

根据危害，我们将有毒有害气体分为可燃气体和有毒气体两大类。由于它们性质和危害不同，其检测手段也有所不同。

    氧气和毒气——电化学式（定电位电解式方法）

    可燃气——催化燃烧式、红外吸收式

     VOC(有机蒸气）——PID光离子化

                氧气检测仪

氧气不足和超量

?        当氧气浓度低于19.5%时为氧气不足

–    人员窒息

?        当氧气浓度超过23.5%时，即认为氧气超量

–    氧气超量可以成比例地加快化学反应

–    可以使一般的物质成为强烈的可燃和爆炸物质

氧气传感器原理

过程中产生的电流正比于氧气浓度

传感器寿命有限 (一般为两年）

可燃性气体的检测

最低/最高爆炸下限

?                     LEL是可燃气与空气的混合物能够被点火源点燃的可燃性气体的最低浓度

?                     UEL是可燃气与空气的混合物能够被点火源点燃的可燃性气体的最高浓度

气体检测操作规程

?                     检测所有危险气体 (氧气、可燃气、毒气)

?                     从通风孔处插入检测探枪

?                     打开入口，再次测试

?                     一定要在密闭空间外进行测试

?                     检测所有部位 (顶部, 底部, 不规则形状)

?                     如果检测到危险气体或蒸气, 则需通风和清洗，之后再次进行测试

密闭空间的化学性质

23.0% VOL. 增加爆炸危险性

      不要进入!

检测所有危险气体 (氧气、可燃气、毒气)

从通风孔处插入检测探枪

打开入口，再次测试

一定要在密闭空间外进行测试

检测所有部位 (顶部, 底部, 不规则形状)

如果检测到危险气体或蒸气, 则需通风和清洗，之后再次进行测试

21.0% VOL. 大气中的正常含量

19.0% VOL. 有窒息的危险

      不要进入!

            不同物质的爆炸极限

                         LEL            UEL

甲烷                             5 %           15 %

       丙烷                           2.2 %          9.5 %

       丙酮                           2.6 %        12.8%

       氨                             16 %           25 %

       一氧化碳                      12.5 %           74%

       环氧乙烷                        3 %         100%

       硫化氢                         4.3 %           46%

CO:  一氧化碳

?       由于不充分燃烧 产生

?       CO 是全球气体中毒事故的首要原因

CO:  特点和毒性

?       同红血球中的血色素结合使之无法输送氧气O2

?       即使是低浓度暴露也会造成慢性中毒

?       比重同空气相近

?       可燃( LEL为12.5 %)

?       具有腐蚀性

?       同水反应生成碳酸(H2CO3)

CO: 暴露限度

?       OSHA (1989) PEL:

?         TWA      =     35  PPM

           Ceiling    =     200  PPM

?       OSHA (1996) PEL:

           TWA      =     50  PPM

?       NIOSH / ACGIH TLV (1996):

           TWA       =     25  PPM

H2S:  硫化氢的化学性质

?         致命的巨毒气体

?         无色

?         高浓度时密度大于空气

?         在极低 浓度下有臭鸡蛋气味

?         高浓度时导致嗅觉失灵

?         对于某些金属具有腐蚀性

?         可燃 (4.3 - 45% vol.)

?         用气体检测仪能够检测!

TWA=10ppm

STEL=15ppm

?       由细菌的厌氧过程产生

?       尤其与下列因素有关:

?       污水

?       原油

?       海洋沉积物

?       制革厂

?       制浆和造纸厂

?       埋藏在土壤中的有机物分解

H2S:  毒性

             密闭空间中气体分布？

CH4

CO

 H2S

如何选择个人气体检测仪？

1.     首先决定是单气体还是多气体检测

2.     数据记录

3.     仪器要容易读数和校正

4.     要同时监视所有的警报限度

5.     是否可以泵吸操作

6.     电池寿命要足够于工作时间监测

适用于密闭空间进入的各种探针

?        按照不同的应用环境专门为便携式气体检测仪设计

      有效的防止气体吸附在探针的管壁上