多气体检测（通用8篇）
多气体检测 篇1
气体传感器是一种能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电气信号的装置。根据这些电气信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息, 从而可以进行检测、监控、报警。因此由气体传感器与模式识别系统构成的智能化气味识别仪器有着广泛的应用领域, 如食品工业、化学工业、环境监测、医学诊断、安全检查等, 越来越受到广泛关注。
传统的气体检测大多采用单气体检测方式, 即每测量一种气体需要一种测量仪表。用一种仪器能够进行多种气体的检测和识别是气体检测仪的发展趋势, 而本设计采用酒精传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器等多种气体传感器组成传感器阵列, 通过传感器阵列能把气体中的特定成分检测出来, 并将其转化为电信号, 然后采用ADC0809将传感器输出的模拟信号转换为数字信号, 运用AT89C51进行数据处理和计算, 并通过LED显示气体种类和浓度信息, 这样就实现了对多种气体的定性识别和检测。
1 硬件电路设计
本设计硬件电路由数据采集、数据转换、数据处理、结果显示和报警等部分组成, 涉及的芯片有AD0809模数转换芯片、AT89C51单片机、SUN7474频率发生器以及一些气体传感器、驱动电路、复位电路和LED显示模块。系统的功能框图如图1所示。
1.1 气体传感器阵列
气体传感器阵列是电子嗅觉系统的关键组成单元, 相当于初级嗅觉神经元, 由具有广谱响应特性、交叉灵敏度较大、对不同气味/气体有不同灵敏度的气敏元件组成。气体传感器是组成气体传感器阵列的核心器件。气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来, 并将其转化为电信号的器件。通常, 气体传感器阵列可以采用数个单独的气体传感器组合而成, 并采用集成工艺制作, 体积小, 功耗低, 便于信号的集中采集与处理。单个气体传感器与传敏阵列在特性上有质的区别, 单个气体传感器对气味/气体的响应可用强度来表示, 而气敏传感器阵列除了各个传感器的响应外, 在全部传感器组成的多维空间中形成响应模式, 在环境条件一定的情况下, 阵列上的响应模式与其激励是一一对应的, 而这正是该系统能对多种气味和气体进行辨识的关键所在。
本设计要求实现对酒精、甲烷、一氧化碳气体的定性和定量分析, 首先最重要的工作是选择合适的传感器, 通过对性能、可实现性、价格等的对比, 针对酒精气体, 选择的是MQ-303A酒精传感器, 针对甲烷气体, 采用的是MQ-4半导体气体传感器, 针对一氧化碳气体, 选择的是V-40一氧化碳传感器, 由这三种传感器组成传感器阵列。
该设计通过气体传感器阵列采集气体信息, 并将采集到的信息转化为电信号, 然后送到ADC0809进行模数转换。
1.2 数据采集和数据处理系统
由气体传感器阵列输出的微弱电信号, 经各自信号放大电路对信号进行预处理, 使其转换为O~5 V范围内变化的直流信号, 送到A/D转换电路变换为数字信号, 对其进行数据采集处理。
为了方便与89C51单片机的连接, 本系统选用ADC0809芯片对采集到的气体信息进行模数转换。其分辨率为8位, 不必进行零点和满度调整, 且具有高阻抗斩波稳定比较器, 8个通道的多路开关可直接存取8个单端模拟信号中的一个。利用单片机写启动A/D转换器, 转换结束后再由ADC0809向89C51发出中断请求信号, CPU响应中断请求。通过对译码器的读操作, 读取转换结果并送到被测量的相应存储区。再重新选择被测量, 并再次启动A/D转换后中断返回。ADC0809与单片机89C51连线线路如图2所示。
微处理器采用的是AT89C51芯片。89C51单片机是ATMEL、PHILIPS和SST等公司生产的与80C51兼容的低功耗、高性能8位单片机, 具有比8031更丰富的硬件资源, 特别是其内部增加的闪速可电改写的存储器Flash ROM给单片机的开发及应用带来了很大的方便, 且芯片价格非常便宜。在该系统中89C51主要对采集数据进行处理, 按各种气体浓度的数学模型计算出其浓度, 由数码管显示其相应的气体种类及浓度值, 当浓度超标时, 进行报警。
该系统还采用了分频器SUN7474。分频器对脉冲信号进行2的n次方分之一的分频, 例如把32768HZ的脉冲信号变成1HZ的秒信号。通常利用T触发器实现, 每来一个脉冲后触发器状态改变一次, 经过n个T触发器处理后就可以得到2的n次方分之一的分频信号。89C51接12MHZ晶振, 经ALE端后输出到分频器为2MHZ, 分频器进行分频后为ADC0809提供所需的工作时钟。
1.3 显示电路
在该设计中, LED显示器的显示方法采用动态显示。LED动态显示的基本做法在于分时轮流选通数码管的公共端, 使得各数码管轮流导通, 在选通相应LED后, 即在显示字段上得到显示字形码。这种方式不但能提高数码管的发光效率, 并且由于各个数码管的字段线是并联使用的, 从而大大简化了硬件线路。本设计中处理结果采用4位LED显示, 首位显示气体类别, 后3位显示气体浓度。逐位轮流点亮各个LED, 每一位保持1ms, 在10~20ms之内再一次点亮, 重复不止。这样利用人的视觉停留, 好像4位LED同时点亮一样。
综上可得, 基于单片机的多气体检测系统的数据采集、数据处理及结果显示电路如图3。
2 软件设计
本设计由数据采集、数据转换、数据处理、显示和报警几个模块组成。
主程序流程图为图4。
AD0809部分程序流程图为图5。
显示子程序流程图如图6。
结语
本文介绍了进行多气体分析的电子嗅觉系统的硬件结构和软件设计。在本设计中采用多传感器组成传感器阵列, 可针对多种不同气体进行信息采集、信息转换和数据处理, 最后显示气体种类和浓度信息, 为多种气体的检测提供了一种切实可行的解决方案。
摘要：采用气体传感器阵列采集气体信息, 通过以AT89C51和ADC0809组成的核心单元进行数据采集和数据处理, 以LED显示器显示结果, 实现了对多种气体的识别和检测。
关键词：气体检测,气体传感器阵列,多路数据采集
参考文献
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多气体检测 篇2
2007年，重庆市环卫部门提出了建立下水道、化粪池气体安全监控预警系统这一建议，得到重庆市委、市政府、 市市政委及市安监局的高度重视及大力支持，当年市委、市政府通过网上公示，将该项目纳入“民心工程”重要内容，由市市政委组织实施，最终建成以市环卫局为市级指挥监控中心、主城十一区为二级监控系统的数字化平台。实现对商业繁华地区、人口密集地区下水道、化粪池的实时监控。
一、系统整体情况介绍
（一）系统建设目的
化粪池气体安全预警系统的建设，其根本目的是为了加强化粪池安全监管，及时消除安全隐患，改变以前纯人工排查的方式，降低工作强度，提高工作效率。通过科学的方法，更加系统化地对化粪池运行情况建立详细档案资料。
其具体目标有：（1）监测重庆主城区下水道主要节点和主要化粪池的可燃气体浓度、水位、温度，实时发出监控点信息，建立危险预警机制。（2）建立重庆主城区下水道、化粪池信息数据库。（3）建立预测预报模型，指导下水道、化粪池维护管理。（4）通过科学、先进的管理办法和信息化技术手段，实现对城市下水道及化粪池网络的自动化、信息化、动态化管理，实施数字化安全监测、监控管理。
（二）系统组成
本系统主要由三大部分组成：现场监测点、区级监控中心、市级监控中心。
1.现场监测点
通过实际现场勘测，以及历史资料数据的分析，确定出需要重点监控的地点，通过对危险点的可燃气体浓度、温度、水位等相关数据的实时采集转换为数字信号，通过现场总线、无线网络（GPRS/CDMA）、专用网络或ADSL网络，进入区级监控中心与市级监控中心，进行辖区内危险点全方位的实时监控。
2.区级监控中心
区级监控中心通过城市公网或专用网络接收本辖区的各个危险点的实时检测数据或视频图像，完成对各个点的信息管理、动态监测、预警报警处理、事故应急辅助决策支持、监控设备管理等功能，并实时上传到市级监控中心。监测管理中心使用操作管理功能时，必须输入口令，经系统确认后方可进入系统进行操作。操作口令设有不同等级，以限制不同人员的操作范围，维护系统安全。
3.市级监控中心
市级监控中心通过城市公网或专用网络接收全市的各个危险点的实时检测数据或视频图像,完成对各个点的信息管理、动态监测、预警报警处理、事故应急辅助决策支持、监控设备管理等功能。同时监督区级监控中心对危险点的处置措施与情况。系统示意图见图1。
（三）系统实现功能
本系统采用了大量现代化的技术，有效地实现全方位的下水道及化粪池实时监控，险情及时预警报警、自动/人工调度，防患于未然，确保城市以及公民安全，构建和谐城市，并提供辅助决策分析资料。
其具体功能有：（1）定时信息采集：按照操作人员设定的信息采集时间间隔，自动发送危险点可燃气体浓度、水位、温度信息。（2）无线自动发送：采用与手机相似的途径和方式，无线发送检测的实时数据。（3）手机随机抽查：安全值班人员可以用手机查询指定地点的气体浓度，安装在该地点的气体采集单元会提交本地气体浓度。（4）系统自动调度：告警发生时，中心可自动调度相关处理人员赶赴现场排检。（5）系统自动跟踪：处理人员对现场处理工作的全过程，系统可自动跟踪记录，用于人员考核和统计分析。（6）自动统计分析：数据中心将全年自动采集的365天，每天24小时各个时段的信息分析、统计，为指导下水道、化粪池管理，摸索下水道，化粪池规律提供依据。
这些功能为化粪池安全运行工作提供了大量科学的数据，及时报告出险情，有效保障了化粪池安全工作的开展。
二、系统现状
2008年初,重庆市主城区粪便处理设施气体安全监测系统一期工程初步建成，运行一年多来，通过对化粪池与下水道可燃气体浓度的实时监测，实现了城市管道及化粪池网络的自动化、信息化、动态化管理，取得了良好的社会效益。目前，系统运行稳定可靠，受控设施的安全监测局面大为改观，有效预防安全事故的发生，仅2008年就成功预警和有效防范142起下水道、化粪池沼气爆炸安全事故。
对比以前的人工监测方式，目前的在线自动化监测系统能实时显示设施的安全状况，一旦受控设施出现安全隐患，系统能在第一时间发出预报警信号，从而保障了市民的人身及财产安全，具有良好的社会效益，同时也节约了大量人力物力和财力，具有良好的经济效益。如重庆沙坪坝区在使用该系统后，对商业中心地区及一些大型社区的设施实施了有效监控。他们在使用的过程中，通过不断探索，依托预警系统收集到相关资料，建立数据模型，并进行较长时间的数据比较分析，逐渐掌握每套设施的基本“习性”。特别是针对餐饮业周边的设施出现反复报警的情况，制定出相应的解决方案，为今后的维护工作提供了有利条件。
三、系统使用中应注意的主要问题
（1）在大城市中，下水道化粪池分布较广、数量众多，由于资金有限，因此设备的安装选点尤为重要。要在开展普查工作的基础上，本着先重后轻的原则逐年投入，把地处商业繁华、人口密度及人口流量大的加油站、农贸市场、餐饮集中地的化粪池、下水道作为重点监控目标。
（2）由于下水道、化粪池内部工作环境极其恶劣，对感应器的腐蚀性极大，因此应选择具有较强防腐功能设备，有条件的可采用泵吸式取样方式，减少设备与有害气体的接触。
（3）现场检测点受无线信号的干扰较多，应选择具抗干扰能力较强的设备，才能保证数据的实时性、可靠性。
（4）控制中心、现场监测点都应采取设置接地线等防雷措施，才能保证设备的安全。
（5）现场监控点具有双中心地址配置，实用性强，与区级、市级监控系统中心平台无缝连接。
（6）现场防护箱应具有强防水、防雨措施，适应恶劣气候的环境。
多气体检测 篇3
1 基于PbSe量子点的LED检测装置制作原理及优点
为了克服现有气体检测装置及技术存在的问题, 利用PbSe量子点在近红外区域发射的波长可调性, 将不同尺寸的PbSe量子点分别与无影胶 (Ultraviolet Rays glue, 简称UV glue) 进行混合, 制成荧光混合材料, 然后经过一系列工艺沉积在氮化镓 (GaN) 芯片上, 完成PbSe量子点多波长近红外LED的制作。依据近红外气体吸收的检测原理, 使用PbSe量子点多波长近红外LED作为检测光源, 其发射光谱与被测气体近红外吸收光谱相吻合, 实现多气体的种类鉴别和含量检测。基于PbSe量子点的多波长近红外LED检测装置的特征在于, 使用PbSe量子点作为荧光材料, 制备了一种多发射波长的近红外LED作为检测光源, 如图1所示。
1.1 检测的主要步骤
1) 确定需要检测气体的种类, 分别查找出其近红外吸收光谱及吸收系数。选取PbSe量子点的发射光谱与被测气体吸收光谱相吻合, 其PbSe量子点发射光谱的中心波长分别为λ1, λ2, λ3, λ4等 (具体数量由被测气体的数量决定) , 根据下式计算出PbSe量子点的尺寸
2) 制备PbSe量子点, 如图2所示 (根据第一步的计算结果, 选择PbSe量子点的尺寸和数量) , 将制备好的PbSe量子点进行校准, 使其与被测气体的吸收光谱相一致。
3) 将制备好的PbSe量子点分别溶解到氯仿溶液中。分别将溶解后的PbSe和氯仿混合溶液与无影胶进行混合, 通过涡旋混合和超声处理后, 使其变为均匀混合物。在真空室中除去混合物中的氯仿。
4) 使用GaN芯片作为激发光源。将上一步制备最大尺寸的PbSe量子点与UV胶混合溶液沉积在GaN芯片表面作为第一层, 然后根据实际需要将其抛光为适当的厚度。将尺寸为第二的PbSe量子点与UV胶混合溶液沉积在作为第一层PbSe量子点层上, 然后根据实际需要将其抛光为适当的厚度。根据实际需要将PbSe量子点由大尺寸转化至小尺寸, 并重复以上操作。
1.2 检测方法
基于PbSe量子点的多波长近红外LED的多气体检测装置及检测方法的特征在于, 设计了一种基于PbSe量子点的近红外LED多气体检测系统及检测方法, 此系统包括:近红外多波长LED 1, 凸透镜2, 气室 (长度为30 m) 3, 凸透镜4, 红外光谱仪。
1) 根据所要检测气体的种类及数量, 制备近红外多波长LED;
2) 将所要检测的气体填充进气室3中;
3) 检测光源 (近红外多波长LED) 1接通电源后发出光线, 透过透镜2后, 通过气室3的平行光束透过透镜4由红外光谱仪5接收;
4) 对被测气体进行标定, 分别将实验室中已知浓度的气体样品放入到检测系统中进行测试, 例如将样品1放入到气室中, 选取多组浓度进行检测, 将检测输出的浓度信号进行数值拟合, 得出样品1的浓度公式;再将样品2入到气室中, 选取多组浓度进行检测, 将检测输出的浓度信号进行数值拟合, 得出样品2的浓度公式, 依次进行气体的标定;
5) 将所需要检测的气体放入检测系统中, 通过上述步骤进行检测。被测气体的浓度根据红外光谱仪中显示的PbSe量子点的发光光谱, 结合第四步中所得到的与被测气体相对应的浓度公式, 由计算得出。
1.3 该方案的优点
本文所述的基于PbSe量子点的LED多气体检测装置采用的检测光源为分立的单色光, 波长为多发射波长, 制作成本低廉。所设计的系统可实现多气体同时检测, 并且系统灵敏度高、稳定性好。该方案所采用的近红外LED所需的价格成本低廉, 荧光产率高。
2 实例验证
本文选择对C2H2, NH3进行气体检测, 验证该方案的有效性。
2.1 试验条件与程序
2.1.1 制备检测C2H2, NH3二种发射波长的近红外LED方法
1) 确定所要检测的两种气体分别为C2H2, NH3。C2H2的吸收光谱范围为1 500~1 550nm, 中心波长 (λ1) 为1 525nm, 中心波长的吸收系数为1.34×10-20;NH3吸收光谱范围1 900~2 060nm, 中心波长λ2为1 980nm, 中心波长的吸收系数为1.22×10-20。根据式 (1) 计算出所需要PbSe量子点的尺寸分别为4.6nm和6.1nm, 如图3所示。
2) 制备4.6nm及6.1nm PbSe量子点波长。首先, 将0.892g的PbO (4.000mmol) 、2.600g的OA (8.000 mmol) 和12.848 g的ODE装入到100mL的三口瓶中。在氮气保护的环境下将混合溶液加热至170℃, 直到PbO全部溶解, 溶液变至无色。将6.9 mL的TOP-Se溶液 (包含0.637g Se) 注入无色溶液中并迅速搅拌。混合物的温度维持在143℃, 在这个温度下量子点进行生长。然后, 将30 mL的甲苯溶液注入到三口瓶中进行淬灭反应, 同时三口瓶侵没在温水浴中。制成的量子点在经过甲醇萃取两次, 丙酮纯化一次。以上反应均在手套箱中完成。
3) 将制备好的4.6nm和6.1nm PbSe量子点分别溶解到氯仿溶液中。分别将溶解后的PbSe和氯仿混合溶液与无影胶进行混合, 通过涡旋混合和超声处理后, 使其变为均匀混合物。在真空室中除去混合物中的氯仿。
4) 使用GaN芯片作为激发光源。首先, 应将6.1nm PbSe量子点与无影胶混合溶液沉积在GaN芯片表面作为第一层, 抛光后的厚度为48.0μm。然后将4.6nm PbSe量子点与无影胶混合溶液沉积在作为6.1nm PbSe量子点层上, 抛光后的厚度为671.5μm。
2.1.2 对C2H2, NH3在室温下进行检测
具体的室温检测方法如图4所示。
1) 制备检测C2H2, NH3二种发射波长的近红外LED;
2) 将C2H2, NH3填充进气室中;
3) 检测光源 (近红外多波长LED) 接通电源后发出光线, 透过准直扩束透镜后, 通过气室的平行光束由红外光谱仪接收;
4) 本发明分别对实验室中0~800ppm的C2H2, NH3样品进行气体检测, 对输出的浓度信号进行数值拟合, 如图5, 图6所示, 使用数值拟合法分别计算出C2H2和NH3的浓度公式为
5) 通过红外光谱仪中显示的PbSe量子点的发光光谱, 结合式 (3) 、式 (4) 分别计算出C2H2, NH3的浓度。
2.2 试验结果及分析
为测试本方法的可行性, 对C2H2和NH3进行检测, 分别选取了5组已知配比浓度的样品, 其所测得的数据具有典型代表性。样品浓度如表1所示, 测试结果如图7, 图8, 图9所示。
测试结果的浓度与已知配比浓度相一致, 证明本发明的可行性。同时, 本文所选择的具体实例, 对于C2H2和NH3检测下限均为20 ppm (0.002%) , 可以满足工业生产及日常生活中的检测要求。
3 结语
随着纳米科学技术的日新月异, 其半导体量子点技术被广泛的研究及应用, 由于其具有荧光量子高产率和尺寸可调的发射光谱等独有优势, 可作为新型的光转换材料。在近红外多发射波长的气体检测领域, PbSe量子点作为一种新型检测材料显示出巨大的潜力。该文研制的基于PbSe量子点多波长近红外LED的多气体检测装置可以解决传统近红外气体检测装置体积较大、灵敏度低、选择性差、稳定性差、只能检测单一气体等不足。并且通过样本测试验证其性能的优越性, 在该领域具有较好的发展前景。
摘要：随着纳米技术的日新月异, 在近红外多发射波长的气体检测领域, PbSe量子点作为一种新型检测材料显示出巨大的潜力。介绍基于PbSe量子点多波长近红外LED的多气体检测装置及相应检测方法, 对其方案设计和实施进行较为详细的说明, 通过对样本进行测试, 验证该装置的有效性。
关键词：PbSe量子点,LED,多气体检测
参考文献
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矿用多参数气体流量传感器设计 篇4
关键词：瓦斯抽放,气体流量传感器,多参数,流量,温度,压力
0 引言
在煤矿瓦斯抽放监测系统中, 经常需要同时监测同一个管道位置的多个运行参数[1], 然而, 目前煤矿井下瓦斯抽放监测系统中一种传感器一般只能测量一个参数, 连接一根电缆到传输分站上, 在瓦斯管道上取一安装孔。这样现场监测多个参数就要铺设很多电缆, 取很多安装孔, 导致安装和维护很不方便。市场上现有的V锥、涡街等流量计需要根据管道管径、管道内气体流速、测量量程比等参数进行定制[2], 存在需要增加前期调研投入、发货周期长等问题。鉴此, 笔者设计了一种矿用多参数气体流量传感器, 该传感器可同时测量瓦斯管道内温度和压力, 并可测量管径为80~1 000 mm的管道内流速为0.3~30m/s的气体流量。
1 多参数气体流量传感器硬件设计
多参数气体流量传感器以ARM Cortex-M0LPC1227为核心, 由流量温度测量电路、压力测量电路、LCD显示电路、红外遥控电路以及RS485通信电路、频率输出电路等组成, 如图1所示。
1.1 流量温度信号处理
流量温度探头流速检测范围为0.3~30 m/s, 温度范围为0~100 ℃, 功耗约为10V/50mA。该流量温度探头由测温探头、测速探头和固定基座组成, 其中一只特制pt200和一只pt1000固定在测速探头里, 一只pt1000固定在测温探头里, 如图2所示。将流量温度探头通电后插入瓦斯抽放管道内, pt200加热升高到一定温度。 随着瓦斯流量的变化, 测速探头输出与pt200温度对应的阻值, 测温探头输出与环境温度对应的阻值。将测速探头和测温探头输出的2个阻值分别转换为电压信号, 直接接入AD7705的2个AD转换通道, 然后将转换结果通过SPI总线送入LPC1227。
1.2 压力信号处理
压力测量器件由国外的MEMS器件封装而成, 具有1.0mA直流输入, 0~50mV电压信号输出, 压力测量范围为0~200kPa。分别以TL431三段稳流可调基准源和MCP6002运算放大器为核心器件, 设计直流输出和信号放大电路, 最后信号输入MCU进行AD转换。直流输出电路如图3所示, 其中VS5 和EXC_P-分别接压力传感器的电源正负端。
1.3 抗干扰处理
多参数气体流量传感器主要安装于煤矿井下瓦斯抽放管路上, 周围可能会有动力电缆的感应干扰、电动机及电气设备辐射干扰、电力变频器的干扰、井下接地网干扰、漏泄通信系统干扰等[3]。因此, 进行如下抗干扰处理:① 使用DC/DC模块隔离传感器电源;② 流量和温度信号经过片外AD转换后, 输出SPI信号, 经过磁耦隔离进入LPC1227 MCU芯片;③ 流量温度信号处理部分、压力测量信号处理部分在供电和PCB布板上都充分隔离;④ RS485信号和200~1 000 Hz频率输出信号均通过磁耦隔离。
2 多参数气体流量传感器软件设计
多参数气体流量传感器的软件采用C语言及模块化设计, 主要实现基于SPI通信的流量和温度信号采集, 流量、压力和温度信号运算处理, 基于I2C通信的LCD段码液晶显示, 遥控器参数设置, 基于Modbus-RTU协议的RS485 通信, 200~1 000Hz频率输出等功能。
为提高传感器测量精度, 在流量温度处理部分采取以下措施:① 在数据采集部分采用平均值滤波法, 连续采集10组数据, 去掉最小值和最大值, 再计算其余8个数的平均值, 以消除偶然脉冲引起的采样偏差;② 硬件电路采用实时温度补偿设计[4], 用实时采集到的流量数据补偿环境温度数据, 消除了管道内气体温度突变引起的测量误差;③ 引入瓦斯和空气组分补偿算法, 在仪表设置中可以打开该功能项进行现场标校, 从而减小管道内不同组分气体引起的测量误差[5,6]。
为提高传感器实用性, 在软件上采取以下措施:① 考虑到多参数气体流量传感器安装于瓦斯管道上, 而该类管道一般都悬挂高处安装, 因此, 采用红外遥控按键方式设置参数;② 根据现场不同分站通信格式的要求, 设计了基于标准Modbus-RTU协议的RS485和200~1 000 Hz频率输出2 种通信方式;③ 根据现场瓦斯管径的不同, 可以设置流量最大限输出, 避免了以前不同传感器需要定制的弊端。
多参数气体流量传感器软件流程如图4所示。
3 多参数气体流量传感器测试及分析
传感器测试标定选用的设备是经过计量合格的DHS-500×500/700×700-1 型环形低速风洞, 该风洞提供的风速精确, 稳定性好。传感器经风洞标定后, 将算法写入程序内部, 传感器显示流速值和风洞提供的流速值误差在±2% (FS) 以内, 满足煤矿实际精度要求。图5为传感器样机标定后的曲线拟合图。从3次不同时间的标定曲线可见, 随着风速值S的增大, 传感器采样值变化基本一致, 该结果验证了所设计的多参数气体流量传感器的可行性。
4 结语
矿用多参数气体流量传感器可以同时测量管道内气体流量、温度和压力, 集成度高, 造价低, 且减少了现场通信电缆铺设数量, 降低了工程安装难度, 减少了日常维护工作量;MCU采用包含丰富的外设资源的LPC1227, 节约了很多昂贵的外围器件 (如AD转换芯片) , 并且功耗低;该传感器完全满足Ia等级对插入瓦斯管道内传感器电流小于100mA的要求。目前该传感器已经完成工业性试验, 试验结果表明, 该传感器在瓦斯管道环境中运行稳定, 量程比大, 精度高。
参考文献
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多气体检测 篇5
下面以GB50493-2009为设计依据,介绍石化装置中可燃和有毒气体检测设计。
1 检测器的选型
1.1 可燃气体及其检测
石化装置中存在的常见的可燃气体为烃类可燃气体和氢气。烃类可燃气体可选用催化燃烧型和红外气体检(探)测器,氢气的检测可选用热传导型检(探)测器或半导体型检(探)测器或专用的催化燃烧型氢气检(探)测器,因为一般检测可燃气体的催化燃烧方式的检(探)测器对氢气有引爆性。
1.2 有毒气体及其检测
与可燃气体燃烧爆炸事故相比,有毒有害气体事故还没有受到人们的足够重视,在国家标准未实行之前,设计单位普遍采用的SH3063-1999规范中的有毒气体系包括硫化氢、氰化氢、氯气、一氧化碳、丙烯腈、环氧乙烷、氯乙烯。在GB50493-2009规范中有毒气体的范围是《高毒物品目录》(2003年版)中确定的31种气体和蒸气(不包括粉尘类、烟类和焦炉逸散物),常见的有:二氧化氮、硫化氢、苯、氰化氢、氨、氯气、一氧化碳、丙烯腈、氯乙烯、光气(碳酰氯)等。
石化装置中常见的有毒气体有硫化氢、氯气、氨气及苯等。按GB50493-2009,对氨气和苯蒸汽都要进行有毒气体的检测而不是作为可燃气体。硫化氢、氯气、氨气检测可选用电化学型或半导体型检(探)测器;经特殊处理的金属氧化物半导体(MOS)传感器,具有无货架寿命,无交叉反应,选择性好,使用寿命长的特点,寿命一般在3～4年,但现场断电时,需对探头进行保护,否则易受环境湿度影响,造成探头寿命缩短。电化学传感器工艺成熟,价格适中,受环境湿度影响小,但电化学特定气体传感器容易中毒,易被高浓度待测物质损坏,需经常校准,寿命相对短一些(寿命取决于其中电解液的干涸,所以如果长时间不用,将其密封放在较低温度的环境中可以延长一定的使用寿命),一般在1～3年。苯蒸汽可选用半导体型或光致电离型检(探)测器。从现在的现场使用情况看,优选光致电离检测器(PID)。
总之,各种类型的检测器有各自的优点和缺点,有毒气体检(探)测器的选用更应综合考虑气体的物性、腐蚀性、检(探)测器的适应性、稳定性、可靠性、检测精度、环境特性及使用寿命等,并根据检(探)测器安装场所中的各种气体成份的交叉反应得的情况和制造厂提供的仪表抗交叉影响的性能,选择合适的检(探)测器。
2 检测器的配置与安装
可燃气体和有毒气体检(探)测器的检(探)测点,应根据气体的理化性质、释放源的特性、生产场地布置、地理条件、环境气候、操作巡检路线等条件,选择气体易于积累和便于采样检测之处布置。GB50493-2009中对各种场所都做了详尽的规定,此处不再赘述。
3 相关认证
GB50493-2009第3.0.6条规定,可燃气体检(探)测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具制造认证、防爆性能认证和消防认证。第3.0.7条规定国家法规有要求的有毒气体检(探)测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具制造认证。防爆型有毒气体检(探)测器还应经国家指定机构或其授权检验单位的防爆性能认证。需要说明的是,目前《强制检定的工作计量器具目录》中所列的必须经国家计量器具制造认证的有毒气体检测器只有二氧化硫、硫化氢、一氧化碳等几种产品。对于苯类有毒气体可放宽计量器具制造认证。
4 报警系统设置
GB50493-2009第3.0.9条“可燃气体和有毒气体检测报警系统宜独立设置”,以保证当生产过程控制系统出现故障或处于检修状态时,可燃气体及有毒气体检测报警系统应能保持正常工作状态。标准根据目前石油化工可燃气体和有毒气体检测报警系统设置现状和运行情况,以及结合石油化工装置生产规模和特点,在第5.3.2条确定指示报警设备设置几种方式,详见标准。现在大型炼厂可燃气体和有毒气体检测系统通常独立设置(简称GDS或GS)或与火灾检测报警系统合并设置,称为火气系统(简称F&GS)。把检测信号直接引入DCS的做法,往往在项目投资紧张时采用,此时I/O卡件应独立设置。
5 量程及报警值设定
可燃气体的测量范围:0～100%LEL;有毒气体的测量范围宜为0～300%MAC或0～300%;当现有检(探)测器的测量范围不能满足上述要求时,有毒气体的测量范围可为0～30%IDLH;其中,MAC、PC-STEL、IDLH定义均为GB50493-2009中浓度术语,浓度单位,mg/m3。实际使用中,常用有毒气体浓度用体积ppm表示,即一百万分气体总体积中,该气体所占的体积分数。两种单位换算关系为:
p为检测气体密度,单位:Kg/m3
在附录B中查到常见有毒气体的MAC、PC-STEL、IDLH及ρ等特性值,注意此处给出的密度为相对密度,在计算时应用相对密度乘以标准状态下空气的密度1.293。
GB50493-2009第3.0.2条“可燃气体和有毒气体的检测系统应采用两级报警。”SH3063-1999中未做强制要求。可燃气体一级报警(高限)设定值小于或等于25%LEL;二级报警(高高限)设定值小于或等于50%LEL。有毒气体的报警设定值宜小于或等于100%MAC/PC-STEL,当试验用标准气调制困难时,报警设定值可为200%MAC/PC-STEL以下。当现有检(探)测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的测量范围可为0～30%IDLH;有毒气体的报警(高高限)设定值不得超过10%IDLH值。标准中未明确表明有毒气体两级报警的设定值,通常在仪表制造技术可以达到情况下,将一级报警的设定值为小于或等于25%的测量范围;二级报警的设定值为小于或等于50%的测量范围。或根据国内外的使用经验设定。
6 结语
该标准统一规范了石化行业可燃气体和有毒气体检测报警设计水平,展现了国内石油化工行业可燃气体和有毒气体检测报警设计水平,具有可操作性。解决了石油化工建设项目的可燃气体和有毒气体检测报警系统的工程设计中存在的实际问题,方便了石油化工建设项目的可燃气体和有毒气体检测报警系统的工程设计。
摘要：根据国家标准规范,阐述石化装置中可燃气体和有毒气体报警系统的设计,并指出检测器选型及系统设置要注意的问题。
关键词：可燃气体,有毒气体,检测
参考文献
[1]GB50493-2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范.北京:
煤矿井下气体检测系统技术 篇6
煤矿井下存在有CH4、CO等易燃易爆气体, 当因井下通风不畅, 造成瓦斯聚集, 可能会引发瓦斯爆炸的恶性事故。事故发生后不仅会毁坏矿井, 影响煤矿正常开采, 而且严重情况下会造成井下矿工的伤亡。近几年随着煤矿地不断开采, 煤矿的挖掘深度不断增加, 煤层瓦斯气体浓度增加等不利因素又增加了煤矿发生瓦斯爆炸的可能。为此检测井下瓦斯气体的浓度, 进行通风控制、人员疏散等工作意义重大。现有的井下气体检测装置未能将数据上传或是采用的通信技术落后, 已经不符合智慧矿山的要求, 需要设计新型的煤矿井下气体检测系统, 本文对此展开研究意义重大。
煤矿井下气体检测系统的构成
煤矿井下气体检测系统中的气体检测装置一般检测井下CH4气体浓度, 当然也有检测井下氧气或是毒性气体的。从结构上又可分为携带式与固定式:携带式允许井下人员携带检测装置实时或定期检测进行气体种类与浓度, 而固定式则安装于井下固定地点, 实时检测该地点气体种类与浓度。本文着重讨论固定式气体检测装置。
随着科技发展, 煤矿安全监视系统越来越智能化, 原有井下固定式检测装置由于没有上传数据的功能或是只能通过串口简单地将数据传递给计算机未能实现数据的远方实时监视, 已不适用现有的煤矿安全监视系统。为此新型检测装置必须能够将采集到得气体浓度数据传递到煤矿地面监控中心。新的煤矿井下气体检测系统的构成如图1所示。煤矿井下各气体检测装置一方面完成对所在地点的气体进行实时采集分析气体组成与含量并进行实时显示, 并进行预警;另一方面通过以太网网路将数据进一步传输给地面监控中心的监控主机, 以便煤矿管理人员实时监控井下各监测点的气体瓦斯含量。
该新型煤矿井下气体检测系统采用以太网进行数据传输, 消除了原有RS232或是485通信造成的传输距离的限制, 通信网络能在煤矿井下进行任意拓展、全方位覆盖井下各处, 且能够根据井下的布局灵活配置气体检测装置。而且地面监控中心能够获取井下各区域的气体瓦斯浓度, 也可根据瓦斯浓度进行实时处理分析, 当浓度超限时也可对井下相关区域按危险程度发出报警信号。
煤矿井下气体监测装置的设计
煤矿井下气体检测装置的硬件简化图如图2所示。图中瓦斯传感器、温度传感器将装置所在煤矿井下区域的气体与温度转换成电信号通过调理电路输出给CPU单元。CPU以DSP作为硬件核心, 完成信号的获取采集运算工作, 并进一步分析判断是否瓦斯传、温度超限而后发出报警。同时装置将采集到的瓦斯气体数据通过以太网实时传输给地面监控中心。按键与显示部分完成读取人员按键输入与液晶显示功能, 电源部分给装置内各器件供电使装置正常运行, 调试接口允许厂家在出厂前和现场调试设备。
装置上电开机后首先进行液晶显示屏、DSP芯片、以太网控制器等器件的初始化, 然后进行瓦斯浓度与温度的采集工作。DSP芯片对输入的瓦斯信号进行浓度急速与判断, 如果超限发出警报。无论浓度是否超限, 计算出的瓦斯浓度均通过当液晶屏实时显示, 并将数据打包成数据帧格式通过以太网传递给地面监控中心。软件流程图如图3所示。
地面监控中心监控主机设计
地面煤矿监控中心应设置一台符合工业控制要求的电脑作为井下瓦斯气体监控主机。该监控主机要求能通过以太网实时接收进行气体检测装置上传的瓦斯数据, 并进行处理以便进行界面显示。而且地面瓦斯监控主机允许煤矿管理人员进行设定瓦斯超限阈值、设定数据读取周期、打印报表等工作。
监控主机软件采用VB进行程序编写, 程序设计主要由以太网通信控制部分、数据处理、界面显示、超限报警、用户管理、参数配置等几部分组成, 设计框图如图4所示。监控主机软件通过以太网通信控制程序解析出井下各区域气体检测装置上传的数据后通存入数据库中以便进行数据进一步处理。数据库同时也应存储煤矿管理人员的户名密码、监测区域编号、中间运行数据等等。监控主机应能提供良好的监视控制界面, 煤矿管理人员能直观地观测出井下监测区域的瓦斯气体浓度, 并通过界面打印报表、维护系统等。
结语
气体检测仪及其发展趋势 篇7
气体检测仪是在众多可能产生或具有易燃易爆气体 (如CO、H2, CH4等) 、有毒有害气体 (如CO、H2S, SO2等) 的炼油厂、化工厂、油库、液化气站及加油站等场所, 为防火、防爆、防毒而进行安全检测及报警的必备仪器, 用于检测环境空气中易燃易爆气体爆炸下限浓度以内的含量及有毒有害气体的极限含量, 即及时检测气体种类及浓度, 发出报警信号或启动联锁保护装置。因此, 气体检测仪作为重要监测仪器, 在石油化工行业安全生产中有着大量应用, 对防止发生中毒事故、减少人员伤亡, 以及国家财产安全起到了极度重要的作用。
气体检测仪主要包括两部分:气体传感器 (探头) 、报警控制器 (主机) 。前者安装在气体释放源附近, 后者安装在有人值守的控制室或操作室, 二者一般通过电缆连接。
下面介绍气体传感器, 并分析其与气体检测仪的发展趋势。
2 气体传感器及其发展趋势
气体传感器, 即气体敏感元件, 是气体检测仪的关键部件。气体传感器是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或器件, 能将与气体种类和浓度有关的信息转换成电信号, 从而可以进行检测、监控、分析及报警。
气体传感器从原理上可分为四大类: (1) 电学类气体传感器, 利用材料的电学参量随气体浓度的变化而改变, 又分为:电阻式和非电阻式, 电阻式气体传感器主要有接触燃烧式、热导式、半导体气体传感器 (又为金属氧化物半导体气体传感器和有机半导体气体传感器) 等, 非电阻式气体传感器则通常是利用材料的电流或电压随气体含量变化; (2) 光学类气体传感器, 利用气体的光学特性来检测气体成分和浓度, 又分为:红外吸收式、可见光吸收光度式、光干涉式、化学发光式和试纸光电光度式、光离子化式等; (3) 电化学类气体传感器, 利用了电化学性质; (4) 高分子气敏材料类气体传感器, 利用高分子气敏材料制成, 又分为:高分子电阻式、高分子电介质式、浓差电池式、声表面波式、石英振子式等。
2.1 新气敏材料与制作工艺的不断开发。
新型气体敏感材料是传感器技术进步的物质基础。目前新型气敏材料的研究主要侧重于半导体材料、陶瓷材料及有机高分子材料。对气体传感器材料的研究表明, 金属氧化物半导体材料Zn O, Sn O2, Fe2O3等已趋于成熟化, 特别是在CH4, C2H5OH, CO等气体检测方面。现在这方面的工作主要有两个方向:一是利用化学修饰改性方法, 对现有气体敏感膜材料进行掺杂、改性和表面修饰等处理, 并对成膜工艺进行改进和优化, 提高气体传感器的稳定性和选择性;二是研制开发新的气体敏感膜材料, 如复合型和混合型半导体气敏材料、高分子气敏材料, 使得这些新材料对不同气体具有高灵敏度、高选择性、高稳定性及高抗干扰能力等。由于有机高分子敏感材料具有材料丰富、成本低、制膜工艺简单、易于与其它技术兼容、在常温下工作等优点, 已成为研究的热点。
2.2 新型气体传感器的研制。
沿用传统的作用原理和某些新效应, 优先使用晶体材料 (硅、石英、陶瓷等) , 采用先进的加工技术和微结构设计, 研制新型传感器及传感器系统, 如光波导气体传感器、高分子声表面波的开发与使用, 微生物气体传感器和仿生气体传感器的研究。随着新材料、新工艺和新技术的应用, 气体传感器的性能更趋完善, 使传感器的小型化、微型化和多功能化具有长期稳定性好、使用方便、价格低廉等优点。
2.3 气体传感器的一体化、智能化和图像化。
借助于半导体技术, 现已可使传感器从单元件、单功能到多元件、多功能, 即将多个传感器与信息处理和转换电路集成在一块芯片上, 与计算机技术结合, 制成智能气体传感器系统———电子鼻, 用于自动识别气体种类、自动寻找气源等。电子鼻是由多个性能彼此重叠的气体传感器和适当的模式分类方法组成的具有识别单一和复杂气味能力的仪器, 它融合了传感器技术、信息处理技术、计算机技术和计算数学理论, 是一门综合性极强的技术。现在, 传感器的研究也由一点参数测量发展到从一维、二维、三维甚至四维来考虑, 成功研制出二维图像传感器。
3 气体检测仪的发展趋势
伴随着气体传感器的发展, 气体检测仪也在不断地更新。气体检测仪的发展趋势主要有以下几方面。
3.1 仪器小型化。
随着传感器生产工艺水平的提高, 传感器日益小型化且集成度不断提高, 使得气体检测仪也将向小型化、微型化发展。这方面的技术主要包括两个方面, 一是在传感器生产中将对不同气体敏感的气敏元件制作在一块芯片上组成传感器阵列, 减少分立器件所占的体积;二是将电路设计成专用集成电路, 完成特定的检测任务。
3.2 仪器智能化。
即在气体传感器中嵌入微处理器, 使仪器具有自动校准和故障显示功能。在软件设计上基于模糊理论和神经元网络, 实现对气体种类的识别和浓度的推断。最典型的是目前国内外已研制成功的利用电子鼻技术的智能气体传感系统。仪器的智能化是目前大多数仪器仪表研制的目标, 气体浓度检测技术也不断地朝着这个目标前进, 智能化必将是未来气体浓度检测仪器的发展趋势。
3.3 仪器多功能化。
仪器的多功能化是指一台仪器在微处理器的控制下, 可实现更多参数的测试;或利用其主机可替换多探头的功能, 实现多气体的检测, 并能和其他气体检测器兼容, 降低测试多种气体的成本。如将不同类型的传感器集成在一块芯片上, 可同时测试气体的浓度、压力、温度和流速等, 从而更全面地反映被测气体在特定环境中所显示的特性。
3.4 仪器通用化。
能用一种仪器检测多种不同气体是气体检测仪的发展趋势。如光离子化检测仪可检测大部分的挥发性有机物 (VOC) , 这种仪器在进入未知危险环境时, 能对未知气体进行通用性检测。
3.5 仪器网络化。
随着互联网技术的成熟以及PC机的普及, 智能仪表的网络化也成为一种新的趋势, 使危险源监测预警技术发展更加迅速, 并在监测预警技术中引入了控制技术、通讯技术、事故处理方案、危险源泄漏扩散模拟计算等重要技术, 使危险源监测预警技术更加完善。
参考文献
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如何选择和使用气体检测仪 篇8
确认检测气体种类和浓度范围
每一个生产部门所遇到的气体种类都是不同的。在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况。如果甲烷和其他毒性较小的烷烃类居多,选择易可燃气体检测仪(LEL)无疑是最为合适的。这不仅是因为LEL检测仪原理简单,应用较广,同时它还具有维修、校准方便的特点。
但是如果现场有硫化氢等可引起催化元件中毒气体存在,特别是可能存在缺氧或可燃气浓度可能超过LEL的情况下,选择红外传感器无疑是更为保险的做法。在各种有毒有害气体都可能存在的情况,比如密闭空间,除了甲烷等可燃气体,还可能存在一氧化碳和硫化氢等有毒气体,加之要时时检测缺氧的状态,就要使用一个标准的4气体检测仪才能保证工人的安全。如果更多的是有机有毒有害气体,考虑到其可能引起人员中毒的浓度较低,比如芳香烃、卤代烃、氨(胺)、醚、醇、脂等等,就应当选择光离子化检测仪,而绝对不要使用LEL检测器应付,因为这可能会导致人员伤亡。
气体检测仪的选择
1. 固定式气体检测仪
这是在工业装置上和生产过程中使用较多的检测仪。它可以安装在特定的检测点上对特定的气体泄漏进行检测。固定式检测器一般为两体式,由传感器和变送组成的检测头为一体,安装在检测现场;由电路、电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体,安装在安全场所,便于监视。它在工艺和技术上更适合于固定检测所要求的连续、长时间稳定等特点。它们同样要根据现场气体的种类和浓度加以选择,同时还要注意将它们安装在特定气体最可能泄漏的部位,比如要根据气体的比重选择传感器安装的最有效的高度等。
2.便携式气体检测仪
由于便携式仪器操作方便,体积小巧,可以携带至不同的生产部位,电化学检测仪采用碱性电池供电,可连续使用1 000h;新型LEL检测仪、PID和复合式仪器采用可充电电池(有些已采用无记忆的镍氢或锂离子电池,一般可以连续工作12h以上)。所以,这类仪器在各类工厂和卫生部门的应用越来越广。如果是在开放的场合,比如敞开的工作车间,则可以使用随身佩戴的扩散式气体检测仪,因为它可以连续、实时、准确地显示现场的有毒有害气体的浓度。这类的新型仪器还配有振动警报附件,以避免在嘈杂环境中听不到声音报警,并安装计算机芯片来记录峰值、STEL(15min短期暴露水平)和TWA(8h统计权重平均值),为工人健康和安全提供具体的指导。
如果是进入密闭空间,比如反应罐、储料罐或容器、下水道或其他地下管道、地下设施、农业密闭粮仓、铁路罐车、船运货舱、隧道等工作场合,就要选择带有内置采样泵的多气体检测仪。因为密闭空间中不同部位的气体分布和气体种类有很大的不同。比如,一般意义上的易燃易爆气体的比重较轻,它们大部分分布于密闭空间的上部;一氧化碳和空气的比重差不多,一般分布于密闭空间的中部;而像硫化氢等较重气体则存在于密闭空间的下部。同时,氧气浓度也是必须检测的种类之一。另外,如果考虑到有机有毒气体的挥发和泄漏,一个可以检测有机气体的检测仪也是需要的。因此一个完整的密闭空间气体检测仪应当是一个具有内置泵吸功能——以便可以非接触、分部位检测;多气体检测仪——以检测不同空间分布的危险气体,包括无机气体和有机气体;氧检测仪——防止缺氧或富氧。只有这样,才能保证进入密闭空间的工作人员的绝对安全。
另外,进入密闭空间后,还要对其中的气体成分进行连续不断的检测,以避免由于人员进入、突发泄漏、温度等变化引起挥发性有机物或其他有毒有害气体的浓度变化。如果用于应急事故、检漏和巡视,应当使用泵吸式、响应时间短、灵敏度和分辨率较高的仪器,这样可以很容易判断泄漏点的方位。在进行工业卫生检测和健康调查时,具有数据记录和统计计算以及可以连接计算机等功能的仪器应用起来就非常方便。
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,可同时进行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他传感器使用。同时,为了避免由于进水等堵塞情况的发生,选择具有停泵警报的智能泵设计的仪器也要安全一些。
有毒有害气体检测仪使用误区
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,具体体现在对可燃气体的检测重于对有毒气体的检测、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等。
由于众多可燃气体泄漏所引起的爆炸事故的血的教训,人们对于可燃气体检测十分重视,可以讲,任何一个石化企业,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易燃易爆气体,但是,催化燃烧式的易可燃气体检测仪并不是所有可燃气体检测的最佳选择,因为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,单纯使用易燃易爆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%!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。
另外,目前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。这除了认识上的原因以外,以前的市场上缺乏可以检测较低浓度的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“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。因此在工业卫生和工业安全工作中要不断地引入新观念、新思路才能避免日后悲剧的发生。
使用时需注意的问题
1.注意经常性的校准和检测
有毒有害气体检测仪也同其他的分析检测仪器一样,都是用相对比较的方法进行测定的:先用一个零气体和一个标准浓度的气体对仪器进行标定,得到标准曲线储存于仪器之中,测定时,仪器将待测气体浓度产生的电信号同标准浓度的电信号进行比较,计算得到准确的气体浓度值。因此,随时对仪器进行校零,经常性对仪器进行校准都是保证仪器测量准确的必不可少的工作。
需要说明的是,目前很多气体检测仪都是可以更换检测传感器的,但是,这并不意味着一个检测仪可以随时配用不同的检测仪探头。不论何时,在更换探头时除了需要一定的传感器活化时间外,还必须对仪器进行重新校准。另外,建议在各类仪器使用之前,对仪器用标气进行响应检测,以保证仪器准确有效。
2. 注意各种不同传感器间的检测干扰
一般而言,每种传感器都对应一个特定的检测气体,但任何一种气体检测仪也不可能是绝对特效的。因此,在选择一种气体传感器时,都应当尽可能了解其他气体对该传感器的检测干扰,以保证它对于特定气体的准确检测。
3. 注意各类传感器的寿命
各类气体传感器都具有一定的使用年限。一般来讲,在便携式仪器中,LEL传感器的寿命较长,一般可以使用3年左右;光离子化检测仪的寿命为4年或更长一些;电化学特定气体传感器的寿命相对短一些,一般在1~2年;氧气传感器的寿命最短,大概在1年左右(电化学传感器的寿命取决于其中电解液的干涸程度,如果长时间不用,将其密封放在较低温度的环境中可以延长使用寿命)。固定式仪器由于体积相对较大,传感器的寿命也较长一些。因此,要尽可能在传感器的有效期内使用,一旦失效,及时更换。
4. 注意检测仪器的浓度测量范围
各类有毒有害气体检测器都有其固定的检测范围。只有在其测定范围内完成测量,才能保证仪器准确地进行测定。而长时间超出测定范围进行测量,就可能对传感器造成永久性的破坏。比如,LEL检测器如果不慎在超过100%LEL的环境中使用,就有可能彻底烧毁传感器。而有毒气体检测器,长时间工作在较高浓度下使用也会造成损坏。所以,固定式仪器在使用时如果发出超限信号,要立即关闭测量电路,以保证传感器的安全。