气体检测仪的应用和原理

发布者:ByteChaser最新更新时间:2016-03-18 来源: eefocus关键字:气体检测仪  应用和原理 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
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(表面控制型、体积控制型、表面电位型)、催化燃烧式、固体热导式等。

  B) 利用物理性质的气体传感器:如热传导式、光干涉式、红外吸收式等。

  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。

  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。

  可燃气体是石油化工等工业场合遇到最多的危险气体,它主要是烷烃等有机气体和某些无机气体:如一氧化碳等。可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件,那就是:一定浓度的可燃气体,一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源,这就是爆炸三要素(如上左图所示的爆炸三角形),缺一不可,也就是说,缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸。当可燃气体(蒸汽、粉尘)和氧气混合并达到一定浓度时,遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。我们把可燃气体遇火源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限,一般用%表示。实际上,这种混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸而要有一个浓度范围。

  如上右图所示的阴影部分。当可燃气体浓度低于LEL(最低爆炸限度)时(可燃气体浓度不足)和其浓度高于UEL(最高爆炸限度)时(氧气不足)都不会发生爆炸。不同的可燃气体的LEL和UEL都各不相同(参见第八期的介绍),这一点在标定仪器时要十分注意。为安全起见,一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出警报,这里,10%LEL称。作警告警报,而20%LEL称作危险警报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。

  需要说明的是,LEL检测仪上显示的100%不是可燃气体的浓度达到气体体积的100%,而是达到了LEL的100%,即相当于可燃气体的最低爆炸下限,如果是甲烷,100%LEL=4%体积浓度(VOL).在工作中,以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式检测仪。它的原理是一个双路电桥(一般称作惠斯通电桥)检测单元。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质,不论何种易燃气体,只要它能够被电极引燃,铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变,这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例,通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。直接测量可燃气体的体积浓度的热导式VOL检测器也可以在市场上得到,同时,也已经有了LEL/VOL合二为一的检测器。VOL可燃检测器特别适合于在缺氧(氧气不足)的环境中测量可燃气体的体积(VOL)浓度。

  有毒气体既可以存在于生产原料中,如大多数的有机化学物质(VOC),也可能存在于生产过程的各个环节的副产品中,如氨、一氧化碳、硫化氢等等。它们是对工作人员造成危害最大的危险因素。这种危害不仅包括立即的伤害,如身体不适、发病、死亡等等,而且包括对于人体长期的危害,如致残、癌变等等。对于这些有毒有害气体的检测是我们发展中国家应当开始引起充分重视的问题。

  随气体种类不同,其TWA、STEL、IDLH、MAC等值会有一定的不同目前,对于特定的有毒气体的检测,我们使用最多的是专用气体传感器。它可以包括上面。所列的所有气体传感器,也包括前两章所介绍的光离子化检测仪。其中,检测无机气体最为普遍、技术相对成熟、综合指标最好的方法是定电位电解式方法,也就是我们常说的电化学传感器。

  电化学传感器的构成是:将两个反应电极--工作电极和对电极以及一个参比电极放置在特定电解液中(如上图如示),然后在反应电极之间加上足够的电压,使透过涂有重金属催化剂薄膜的待测气体进行氧化还原反应,再通过仪器中的电路系统测量气体电解时产生的电流,然后由其中的微处理器计算出气体的浓度。

  目前,可以检测到特定气体的电化学传感器包括:一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨气、氯气、氰氢酸、环氧乙烷、氯化氢等等。检测VOC检测器可以使用前章介绍的光离子化检测器。氧气也是在工业环境中,尤其是密闭环境中需要十分注意因素。一般我们将氧气含量超过23.5%称为氧气过量(富氧),此时很容易发生爆炸的危险;而氧气含量低于19.5%为氧气不足(缺氧),此时很容易发生工人窒息、昏迷以至死亡的危险。正常的氧气含量应当在20.9%左右。氧气检测仪也是电化学传感器的一种。

  目前在选择有毒有害气体检测仪时的问题:在我国,由于历史和认识上的原因,我们在选用各类检测仪时存在的问题还比较多,具体体现在:

  1)对可燃气体的检测重于对有毒气体的检测。

  2)对可能引起急性中毒气体的检测重于对可能引起慢性中毒的气体的检测。

  由于众多可燃气体泄漏所引起的爆炸事故的血的教训,使人们对于可燃气体检测十分重视,可以讲,任何一个石化、化工厂,绝大多数的危险气体检测仪都是LEL检测仪。但仅配备LEL检测仪对于真正保护工人的安全和健康还是远远不够的。不可否认的是,大多数的挥发性危险气体都是可燃气体,但是,催化燃烧式的可燃气体检测仪(LEL)并不是对所有的可燃气体检测都是最佳选择。它是专门为检测甲烷设计的,而对其它物质的检测性能比较差。所以,它们可以检测出的除甲烷以外的可燃气体的下限浓度要远远高于它们的允许浓度。

  比如:对于苯、氨气等危险有毒气体,单纯使用可燃气体检测仪就是一个十分危险的做法。比如,苯的爆炸下限是1.2%,它在LEL检测仪上的校正系数是2.51,也就是说,苯在一个用甲烷标定的LEL检测仪上的显示的浓度只是其实际浓度的40%!!这样,用LEL可以检测到的苯的最低警报浓度是10%LEL=10%*1.2%*2.51=3.0*10-3,这个浓度同苯的允许浓度5*10-6相比要高近600倍!!。同样,氨在LEL检测仪上得到的警报浓度1.5*10-2也要比其允许浓度2.5*10-5高大约600倍。因此根据所检测气体的不同,选择特定有毒气体检测仪要比单纯选择LEL检测仪更加安全可靠得多。

  另外,目前我们对于可以引起急性中毒的气体,比如硫化氢、氰氢酸等的检测较为重视,但对于可以引起慢性中毒的气体,比如芳香烃、醇类等的检测重视不够,其实后者对于工人健康和安全的危害丝毫不逊于可以引起急性中毒的气体!它们可能引起癌变和其它的隐形病症,影响工人的寿命和健康。这种现象的出现,除了认识上的原因以外,以前市场上缺乏合适的、可以检测较低浓度的有机气体检测仪也是一个重要的原因。随着科学技术水平的发展和人们健康认识的提高,人们已经不满足于仅仅"高高兴兴上班来,平平安安回家去",而是追求着更高的生活质量和生活条件。人们不仅关心着今日的工作,更关心着明天----退休以后的生活。

 

 

关键字:气体检测仪  应用和原理 引用地址:气体检测仪的应用和原理

上一篇:可燃气体检测仪常见问题故障分析
下一篇:什么是气体检测仪?

推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 23:12

工业可燃气体检测仪器仪表管理规范规定
对于工业气体的使用,行业内有一套极为严格的标准,根据该气体的不同的物理和化学性质有所区别,本文向各位介绍的是关于工业可燃气体一般性的通用要求,此要求为使用过程中的最低标准,用户要根据本企业的工况情况对于该规范要求作珲《更详细和丰富的补充。工业可燃气体检测仪管理规范规定目的:为了规范公司在生产、检修过程中可燃气体检测工作,确保作业安全,特制定本规定。其主要适用范围:适用于全公司易燃易爆场所,有限空间内气体含量为检测。   一、工业可燃气体检测的检测仪器:   1、固定式(或移动式)检测装置、仪器的生产厂家有相应的资质(包括计量器具,防爆器具等生产许可证)。   2、装置(仪器比如燃气涡轮流量计等产品)灵敏度高,受温度、湿度影响、其
[测试测量]
IGBT高压大功率驱动保护电路的应用原理
通过对功率器件IGBT的工作特性分析、驱动要求和保护方法等讨论,介绍了的一种可驱动高压大功率IGBT的集成驱动模块HCPL-3I6J的应用 关键词:IGBT;驱动保护电路;电源 IGBT在以变频器及各类电源为代表的电力电子装置中得到了广泛应用。IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体,具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。 但是,IGBT和其它电力电子器件一样,其应用还依赖于电路条件和开关环境。因此,IGBT的驱动和保护电路是电路设计的难点和重点,是整个装置运行的关键环节。 为解决IGBT的可靠驱动问题,国外各IGBT生产厂家或从事IGBT应用
[电源管理]
IGBT高压大功率驱动<font color='red'>和</font>保护电路的<font color='red'>应用</font>及<font color='red'>原理</font>
一文了解SPI总线工作原理、优缺点应用案例
将微控制器连接到传感器,显示器或其他模块时,您是否考虑过两个设备之间如何通信?他们到底在说什么?他们如何能够相互理解? 电子设备之间的通信就像人类之间的通信,双方都需要说同一种语言。在电子学中,这些语言称为通信协议。幸运的是,在构建大多数DIY电子项目时,我们只需要了解一些通信协议。在本系列文章中,我们将讨论三种最常见协议的基础知识:串行外设接口(SPI),内部集成电路(I2C)和通用异步接收器/发送器(UART)驱动通信。 首先,我们将从一些关于电子通信的基本概念开始,然后详细解释SPI的工作原理。 SPI,I2C和UART比USB,以太网,蓝牙和WiFi等协议慢得多,但它们更简单,使用的硬件和系统资源也更少。 SPI,I2C和
[嵌入式]
一文了解SPI总线工作<font color='red'>原理</font>、优缺点<font color='red'>和</font><font color='red'>应用</font>案例
如何选择合适的气体报警器,气体检测仪
目前,随着制造技术的发展,便携式多气体(复合式)检测仪也是我们的一个新的选择。由于这种检测仪可以在一台主机上配备所需的多个气体(无机/有机)检测传感器,所以它具有体积小、重量轻、相应快、同时多气体浓度显示的特点。更重要的是,泵吸式复合式气体检测仪的价格要比多个单一扩散式气体检测仪便宜一些,使用起来也更加方便。需要注意的是在选择这类检测仪时,最好选择具有单独开关各个传感器功能的仪器,以防止由于一个传感器损害影响其它传感器使用。同时,为了避免由于进水等堵塞吸气泵情况发生,选择具有停泵警报的智能泵设计的仪器也要安全一些。 使用气体检测仪时需要注意的问题: 1)注意经常性的校准和检测。 有毒有害气体检测仪也同其它的分析检测仪器一样,都
[测试测量]
气体检测仪的管理方法
工厂生产过程中会产生大量有毒有害气体。作为基层岗位的操作人员,在做好自我保护的同时,要加强有毒有害气体的防范,如在设备阀门、接口和关键部位设置固定式气体检测仪,使用便携式气体检测仪定期对特殊区域的有害和可燃气体进行检测和记录。那么如何使用气体检测仪呢?如何提高气体检测仪的使用寿命?存储要求是什么?在使用过程中应该注意哪些问题?让我们详细了解一下小丝带,希望能对你有所帮助。 气体检测仪使用方法1: 进入作业区域前必须进行安全确认。经过相应的安全防护,如面罩、防毒面具等(视具体使用场景而定)。确保试验人员的安全,防止安全隐患,无问题后方可进入作业区。气体检测仪报警时,应及时撤离工作面,并保存检测数据。强制通风半小时以上后,进行第二
[测试测量]
便捷式氧气气体检测仪的作用
便携式氧气检测仪旨在保护人员生命安全,是在进行富氧、欠氧检查时,经常使用的仪器。该仪器小巧轻便,能很容易地夹在皮带,衬衫口袋或安全帽上,能检测暴露在极端环境中氧气的浓度。空气中氧气浓度过高或过低时,氧气检测仪可以在第一时间发出声光震动三重报警信号,从而有效的避免富氧、欠氧造成的事故。 便携式氧气检测仪,可在工业环境中连续检测氧气浓度。采用进口电化学传感器,先进稳定的电路设计,整机性能居国内领先水平。高音量蜂鸣器报警,可以使用户在各种恶劣环境中及时有效地得到仪器报警信号。氧气检测仪的性能更加完善。它装有高级传感器,可以测量更多种类的毒气体。小巧精致的外观适合更多数用户的需要。紧凑的外形设计易于维护是此款机型的最本质特点。报警时机
[测试测量]
便捷式氧气<font color='red'>气体</font><font color='red'>检测仪</font>的作用
示波器的应用范围使用原理
  示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。   示波器应用范围   示波器在进行频率测量时测量精度较低,误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱,但测量速度较慢,无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率
[测试测量]
示波器的<font color='red'>应用</font>范围<font color='red'>和</font>使用<font color='red'>原理</font>
电池电量计充电器芯片DS2770的原理应用
1 主要特点 DS2770是Dallas Semiconductor公司生产的一款电池电量计和锂/镍化学电池充电器集成器件,它可以通过1-Wire接口与主系统进行通信,以读取电压、温度等测量信息,同时读写EEPROM存储器,因而可广泛应用于便携式设备中。 DS2770电池管理IC可完成多种功能,它可利用简单的限流型电源给电池充电,也可作为一个高精度电量计。在通过1-Wire通信接口与主系统连接时,DS2770可以提供充电、剩余电量估计、安全管理、 非易失性参数存储等功能,DS2770的主要特点如下: ●可由用户选择锂脉冲充电或镍电池充电(dT/dt充电终止方式) ●带有实时失调纠正的高精度电流测量功能,可选择内部集成的
[应用]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
最新测试测量文章
换一换 更多 相关热搜器件
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved