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1、有毒有害气体检测仪器 应用讲座,理化计量测试研究所,新疆计量院概况,新疆维吾尔自治区计量测试研究院是依法设置的新疆地区最高级别（省级）国家法定计量检定机构，始建于1958年，现有事业编制189名，隶属于新疆维吾尔自治区质量技术监督局。现已建立社会公用计量标准153项，其中最高计量标准46项，可开展长、热、力、电、声、光、物理化学等十大计量359种计量器具的检定、校准检测和修理工作。有10名全国技术委员会委员，31名高级工程师中级以上专业技术人员占全院总人数的57.4%。创建高质量、高水平、高效率的国内同类一流实验室是本院不懈的追求。,一、概述,有毒有害气体检测已经成为各行业保护工作人员生命和健
2、康、保护国家和个人财产不受损害、保护生产和生活环境不受污染的有力手段，并成为在石油化工、煤矿生产、市政设施、环境保护等方面的一项重要的日常工作。,二、有毒有害气体的种类,有毒有害气体从基本概念上讲就是可能对生命和财产造成维护的气体。可划分为以下三类： 可燃气体：可能引起爆炸、燃烧的可燃性气体，如：天然气、液化气； 有毒气体：引起人员中毒的无机和有机类有毒气体，如：一氧化碳、硫化氢气体； 窒息气体：由于存在量过大而引起氧气不足，造成人员窒息的气体，如：二氧化碳 氧气也可以看作是存在危险的有害气体，当氧气不足时可能引起人员窒息死亡，而氧气过量可能加速或产生爆炸、燃烧。,三、不同浓度的硫化氢对人体的
3、影响：,四、不同浓度的一氧化碳对人体的影响：,五、需要注意职业接触限值,在检测有毒有害气体时，要特别注意一些规章和法规所规定的暴露限度，如GBZ2-2007工作场所有害因素职业接触限值（化学有害因素）规定的职业接触限值（OELs）。指劳动者在职业活动过程中长期反复接触，对绝大多数接触者的健康不引起有害作用的容许接触水平。 1、时间加权平均容许浓度（PC- TWA ）：以时间为权数规定的8h工作日、40h工作周的平均容许接触浓度。CO的PC- TWA 为20mol/mol 2、短时间接触容许浓度 （PC-STEL）：在遵守PC- TWA前提下容许短时间15分钟内接触的浓度； CO的PC- STE
4、L为30mol/mol 3、最高容许浓度（MAC）：在一个工作地点、每一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。 CO的MAC为20mol/mol 4、 IDLH: 立即致死量1,200 mol/mol （CO），这是一个绝对不能超过的浓度限值。,六、有毒有害气体检测仪的分类,七、气体检测仪组成结构,有毒有害气体检测仪的核心是气体传感器（检测元件），俗称“电子鼻”。当气体传感器遇到有毒有害气体时，传感器会发生物理化学反应，随之产生电信号，供检测仪后级线路处理。经过电子线路处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，即当有
5、毒有害气体浓度达到报警设定值时，检测仪报警部分发出声光报警信号并可显示气体浓度或启动外部联运设备（如排风扇、电磁阀）。,被测气体,检测元件,放大电路,显示系统,报警系统,八、电化学气体传感器原理,反应原理:原电池 电化学传感器的检测原理是根据不 同气体对特定的电解液的电化学反 应不同，而对气体计量检测的。由 于不同气体的物理化学性质完全不 同，因此电化学传感器具有非常好 的选择性，比如氧传感器只能检测 氧气，对其他气体不反应。电化学 传感器的缺点是寿命短，早期的传 感器寿命是1年，但目前可以达到2 年的使用寿命,九、催化式气体传感器原理,反应原理: 氧化-还原反应 (剧烈到无焰燃烧) 其工作原
6、理是气敏材料（如Pt电热丝等）在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或者在催化剂作用下氧化燃烧，电热丝由于燃烧升温，从而使其电阻值发生变化有时称之为热导性传感器,十、几种常见气体传感器的比较,十二、有毒有害气体检测仪的不足,“交叉干扰”，任何气体传感器都不是只对一种特定气体有响应，检测环境气体多样性会影响气体检测仪准确度； 气体传感器还必须进行不断标定才能得到较为准确的结果； 气体传感器都有其寿命。一般讲，电化学传感器寿命在2至3年（氧传感器寿命1-2年），催化燃烧式传感器在3年左右，红外、半导体和光离子化大约在3-5年。 气体传感器寿命与使用环境有很大的关系，在环境浓度持续较高或者经常报警的环境场
7、合下使用会缩短传感器的寿命。,十三、可燃性气体基本知识,可燃性气体燃烧和爆炸必须符合四个条件：适量的氧气，适量的燃气，火源以及足够的分子量，维持链式反应。 空气混合物中可能引起可燃气体爆炸的最低体积浓度（VOL）为爆炸下限LEL(Lower Explosive Limit)不同可燃气体的爆炸下限各不相同，可以查相关资料得到。 另外两个体积单位ppm和ppb在我国已被停止使用，但在一些欧美有毒气体检测仪还可以看到。 1ppm1000 ppb=10-6,十四、可燃气体监测仪表的防爆结构,1、隔爆型“d”：壳体内部可能发生爆炸，但不会传到壳外，因此仪表各部件结合面都有严格要求。开盖前，必须断电。 2
8、、增安型“e”：在正常运行条件下，不会产生电弧、火花的电气设备。 3、本质安全型“i”：仪表在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸混合物。分“ia”“ib”两种。 其他：正压型“p”，充油型“0”，充砂型“q”，无火花型“n”，浇封型“m”。共八种。见国家标准GB3836-2000爆炸性气体环境中的电器设备。,十五、气体检测仪经常使用的术语一,精确度：仪器读数和实际浓度的差异的百分数。 检出限：可以被仪器可靠地检测到的最低浓度。 分辨率：显示读数的最小测量单位。 重现性：重复进行至少5次以上连续独立测量间的最大百分偏差。 线性度：仪器的浓度响应曲线同直线的符合
9、程度。,气体检测仪经常使用的术语二,线性范围：仪器输出信号符合直线的浓度范围。 漂移：仪器读数随时间缓慢或长期的变化。 响应时间：从仪器开始暴露在检测环境中达到稳定读数的时间。一般以T50或T90表示（到达最终读数50%或90%处的时间）。,十六、气体检测报警器常见提示信息一,Zero(或z):零，调零； Span(或s):量程，调量程； battery off：电池没电 LOW ALARM低报，HIGH ALARM高报 MAX：最大值； MIN：最小值；,气体检测报警器常见提示信息二, PEAK：峰值； charge：充电； TWA报警值 ：8小时暴露平均浓度极限报警设置。 STEL报警值
10、：15分钟最大暴露平均浓度极限报警设置。,十七、一般便携式气体检测报警器缺省设定值,注：以上大部分缺省值设定都依据美国OSHA的数据（为大多数国家和地区执行），如有差异可手动修改仪器设定值。,十八、便携式气体检测报警器的操作一,每个厂家的气体检测仪都有着不同的操作菜单和设置参数过程，了解仪器使用的最基本手段就是研究仪器使用说明书。一般来说包括以下几个过程。 开关机。在清洁环境中，较长时间按住开关键开机。 仪器要经过一个“自检”调零过程。 仪器稳定显示一个数字就是检测浓度。 仪器使用前最好能测试一下准确度，对泵吸仪器还要测试一下管路密闭性。,便携式气体检测报警器的操作二,查看仪器显示，按动某键仪
11、器会显示一些有用信息，如：电量、峰值、报警设置等 作为现场工作人员知道以上操作就可以了。 要对仪器参数进行设置或重新校准仪器，必须要进入仪器设置菜单。 设置菜单受到密码保护，建议非专业人士和无专业设备人员不得擅动。,十九、固定式气体检测仪器介绍,固定式仪器将气体浓度转化为模拟的4-20mv信号或者数字信号后送到中央控制室的控制器。而且是长期连续自动监测。应当具有以下特点： 具有较高的稳定性； 校零和标定都要方便； 抗中毒能力强，使用寿命长； 具有强的防爆功能； 防水防尘； 更换传感器方便； 安装方便。,二十、使用气体检测仪时需要注意的问题,加强培训和学习。知道如何正确使用气体检测仪来保护自己的
12、生命和健康。 注意经常性的测试和校准。才能保证气体检测仪的准确可靠，因为气体检测仪采用的是相对比较的测量方法。 注意各种不同传感器间的检测干扰。 注意各类传感器的寿命。 将开启的仪器永远放在你的身边。,二十一、使用便携气体检测仪注意事项一,更换电池时，应该在安全环境下进行。 当更换任何一个传感器的情况下，都需要对仪器进行标定。 在每天使用以前，应完成仪器的自检过程。 定期的对仪器用标气进行测试，检查声、光、振动报警是否正常。 标定时应选用厂家或国家认证合格企业提供的标准气体。 标定时应在良好通风的环境下进行，以避免污染。 不要在仪器电量不足的情况下标定。 不要在富氧的环境下使用本仪器。,使用气
13、体检测仪注意事项二,应避免可燃气体传感器在高浓度硫化物，卤素化合物，含硅化合物，以及含铅气体或蒸汽的环境中使用，以免“中毒”，如果必须使用，则使用完后应对仪器进行检测和标定。 仪器不能长时间在高浓度可燃气体的环境下使用，以免损坏可燃气传感器，如果必须使用，则使用后必须进行标定，如果可燃气传感器已经损坏，需要更换新的传感器才能重新使用。 不要使用有机溶剂，肥皂或含硅的溶液清洗仪器，以免损坏传感器。 不要让仪器直接受到电或机械冲击，受到冲击后应对仪器进行自检或标定。 当某个传感器失效后，应及时更换新传感器，以免影响仪器的使用。 处于安全考虑，仪器应该由完全阅读使用说明书的人员使用和维护。,二十三、
14、检定四要素,人员:经考核合格取得检定员证,从事检定工作的两名以上的人员。 设备:经过检定合格或校准满足检定规程要求的测量设备。 环境:满足开展检定工作要求的温湿度等环境条件。 文件:技术文件、管理文件等 总之,符合国家检定系统表和国家检定规程等国家相关法规、技术规范的要求。,在实验室检定气体检测仪,二十四、检校有毒有害气体检测仪器依据的国家技术规范,JJG693-2004可燃气体检测报警器检定规程 JJG695-2003硫化氢气体检测仪检定规程 JJG915-2009一氧化碳检测报警器检定规程 JJG365-2008电化学氧测定仪检定规程,JJG693-2004可燃气体检测报警器检定规程主要检
15、定项目和技术指标,JJG695-2003硫化氢气体检测仪检定规程主要检定项目和技术指标,二十五、检定用主要设备,气体标准物质如：CH4/Air，H2S/N2等 零点校准气( 高纯氮气或干净空气); 流量计如：（01）L/min，准确度级别不低于4级; 秒表：准确度为0.1秒;,二十六、几种检测报警器校准方法,一、通过调节电位器进行校准的方法： 常用于固定式 气体检测仪的 校准。,二、通过仪器内部校准程序进行校准,调节方式有按键式、无线遥控式、磁力式、专用调节手操器式等，例如： ToxiRAE II是一个便携式、 单气体、可编程、单键操 作可实时显示待侧气体浓 度、STEL、TWA、峰值 的气体监测仪。,三、通过微机软件校准,例如：日本新宇宙公司生产的XP-302M检测报警器。,十四、气体检测报警器操作示例,华瑞PGM-2000 华瑞ToxiRAE_II,谢 谢！,