氣體檢測基礎(chǔ)知識

多年來，氣體檢測的發(fā)展變化很大。便攜式監(jiān)測設(shè)備的創(chuàng)新理念為工人提供了持續(xù)準(zhǔn)確的氣體監(jiān)測。氣體檢測設(shè)備可細(xì)分為使用傳感器和氣路技術(shù)的氣體監(jiān)測、通知人員或設(shè)備采取任何必要行動的用戶界面，以及使所有設(shè)備保持正常工作的輔助電源管理系統(tǒng)。現(xiàn)在，我們可以在這套系統(tǒng)中加入第四個考慮因素--通信和記錄技術(shù)。

傳感器類型

光離子化檢測 (PID)

PID 技術(shù)通常被認(rèn)為是監(jiān)測有毒揮發(fā)性有機(jī)化合物暴露水平的技術(shù)。傳感器包括一盞燈，作為高能紫外線（UV）光源。紫外線的能量會激發(fā)帶中性電荷的 VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）分子，使其失去一個電子而帶電。傳感器內(nèi)的兩個帶電板之間就會產(chǎn)生電流，氣體濃度與電流成正比。

電化學(xué)

電化學(xué)傳感器測量的氣體從電池表面的小孔進(jìn)入，通過聚四氟乙烯濕氣和油過濾器，再通過電化學(xué)溶液進(jìn)入電極。傳感器的量程和靈敏度可通過使用不同尺寸的孔來改變，孔越大靈敏度和分辨率越高，孔越小靈敏度和分辨率越低，但量程越大。測量的氣體類型可通過選擇電極材料、選擇電解質(zhì)來確定，有時還可使用過濾器來阻擋不需要的氣體類型。

催化珠（橢偏器）

珀?duì)柧w管傳感器由兩個匹配的導(dǎo)線線圈組成，每個線圈都包裹著陶瓷珠。電流通過電阻線圈，將其加熱到大約 230?C。其中一個瓷珠含有催化劑材料，因此當(dāng)空氣和可燃?xì)怏w的混合物進(jìn)入傳感器時，會與瓷珠接觸，并在含有催化劑的瓷珠附近燃燒。這就導(dǎo)致該活性珠與另一個“參考”珠之間產(chǎn)生溫差。 溫差會導(dǎo)致電阻值的變化，而電阻值是可以測量的；存在的氣體量與電阻值的變化成正比，因此可以準(zhǔn)確地確定氣體濃度占其爆炸下限（% LEL）的百分比。傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，包括石油鉆井平臺、煉油廠以及礦井和隧道等地下建筑環(huán)境。

紅外線傳感器

傳感器內(nèi)的紅外線發(fā)射器分別產(chǎn)生紅外線光束。每束光都會穿過大氣樣本，并由光電接收器進(jìn)行測量。頻率約為3.3μm的 “測量 ”光束會被碳?xì)浠衔餁怏w分子吸收，因此如果存在適當(dāng)濃度的 C-H 鍵氣體，光束強(qiáng)度就會降低。參考 "光束（通常在 3.0μm 左右）不會被氣體吸收，因此會以全強(qiáng)度到達(dá)接收器。根據(jù)光接收器測量到的光束比率，可確定氣體的濃度百分比。

分子特性光譜儀 (MPS)

MPS 傳感器是新一代可燃?xì)怏w檢測儀的代表。MPS 可快速檢測多種氣體類型，并可同時識別超過 15 種特征可燃?xì)怏w。直到最近，任何需要監(jiān)測可燃?xì)怏w的人都必須選擇一種傳統(tǒng)的可燃?xì)怏w檢測儀，其中包含一個針對特定氣體進(jìn)行校準(zhǔn)的珀?duì)栯娮鑲鞲衅?，或者包含一個紅外（IR）傳感器，該傳感器的輸出也會根據(jù)被測可燃?xì)怏w的不同而變化，因此需要針對每種氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。雖然這些都是有益的解決方案，但它們都有各自的使用環(huán)境和避免環(huán)境。例如，橢偏管和紅外傳感器都需要定期校準(zhǔn)，催化橢偏管傳感器還需要經(jīng)常進(jìn)行碰撞測試，以確保它們沒有受到含有永久性毒物（稱為“傳感器中毒”劑）的污染物或惡劣條件的損壞。在某些環(huán)境中，傳感器必須經(jīng)常更換，這在成本、停機(jī)時間和產(chǎn)品可用性方面都很昂貴。紅外技術(shù)無法檢測到氫氣，因?yàn)闅錃鉀]有紅外特征，而且紅外和蕊管檢測器有時會偶然檢測到其他氣體（即未經(jīng)校準(zhǔn)的氣體），導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確，從而引發(fā)錯誤報(bào)警或引起操作人員的擔(dān)憂。MPS 傳感器是一種解決方案，它能檢測氫氣和其他可燃?xì)怏w，識別它們，并對每種氣體或組成氣體進(jìn)行正確的校準(zhǔn)。

有些儀器使用泵向傳感器提供空氣或氣體樣本。

檢測類型

固定式

固定式氣體檢測儀是安裝在一個位置的永久性裝置。它們可以設(shè)置成單探測器配置、小型和大型多探測器配置以及可尋址的“菊花鏈”回路。固定式氣體檢測儀通常安裝在對工廠、建筑物或設(shè)施有風(fēng)險(xiǎn)的任何地方，可以檢測到緩慢積累或重大泄漏，從而對特定來源的氣體泄漏發(fā)出早期或自動警告。它們通常被設(shè)置為觸發(fā)其他安全措施，因此一旦檢測到問題，就能自動打開通風(fēng)口、啟動風(fēng)扇、關(guān)閉閥門甚至關(guān)閉流程。它們的設(shè)置通常是為了向控制室或安保人員發(fā)出警告，告知存在潛在危險(xiǎn)的氣體泄漏，以便人們采取執(zhí)行措施。它們還可以觸發(fā)警報(bào)，開始疏散。另一方面，固定式氣體檢測儀通常不是為了防止工人接觸氣體而設(shè)計(jì)的，盡管有些系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中確實(shí)包含了區(qū)域覆蓋的部分。便攜式氣體檢測儀是保護(hù)可能接觸有毒或可燃?xì)怏w積聚或釋放的人員的理想方法。

每個固定式氣體檢測儀都須與控制面板通信?？刂泼姘迨枪潭ㄊ綒怏w檢測系統(tǒng)的樞紐，它將氣體數(shù)量與預(yù)設(shè)水平進(jìn)行比較，并提供各種輸入和輸出功能選項(xiàng)。氣體控制面板通常位于安全區(qū)域，但如果安裝適當(dāng)，也可安裝在危險(xiǎn)區(qū)域?？刂泼姘迮c氣體檢測傳感器頭或變送器進(jìn)行通信，并可聯(lián)網(wǎng)到一個中心點(diǎn)，以便遠(yuǎn)程監(jiān)控多個控制面板/系統(tǒng)。與固定式氣體檢測儀進(jìn)行通信有多種方法。常見的是模擬通信，但對數(shù)字和無線通信的需求也在不斷增長。探測器還具有多種功能，可提高效率，減少人員在潛在危險(xiǎn)場所的逗留時間，從而降低人員風(fēng)險(xiǎn)。

便攜式

便攜式氣體檢測儀是一種個人防護(hù)設(shè)備，可持續(xù)監(jiān)測用戶的呼吸區(qū)域。由于其體積一般較小，這些手持式設(shè)備輕巧堅(jiān)固，可隨身攜帶，其構(gòu)造符合人體工程學(xué)，佩戴起來不顯眼。它們有時也用于在人員進(jìn)入密閉空間（如已知?dú)怏w風(fēng)險(xiǎn)類型的儲罐）之前對其進(jìn)行檢查。便攜式氣體檢測儀用于近距離監(jiān)測，通常不適合對較大空間進(jìn)行長期持續(xù)監(jiān)測。便攜式氣體檢測儀是保護(hù)工人個人安全的最安全的方法。

便攜式氣體檢測儀可存儲整個輪班期間的氣體暴露信息，以及警報(bào)或險(xiǎn)情等事件。這些數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)交谠频拈T戶網(wǎng)站，從而帶來許多好處，如提高運(yùn)營效率和安全合規(guī)性，以及提供一個強(qiáng)大而靈活的機(jī)制來提供有價值的可操作見解。數(shù)據(jù)解決方案為各種規(guī)模的便攜式車隊(duì)提供了切實(shí)的好處，無論氣體檢測儀是在現(xiàn)場使用，還是在場外使用，或者兩者兼而有之。便攜式氣體檢測儀的成本通常低于固定式系統(tǒng)，而且大多數(shù)都由電池供電。另一方面，每個用戶都須接受過操作便攜式探測器的適當(dāng)培訓(xùn)。此外，便攜式探測器通常不會直接連接到其他安全系統(tǒng)。因此，如果探測器發(fā)出警報(bào)，用戶須自行采取行動，以減輕對自己或他人造成的風(fēng)險(xiǎn)。