气体勘探器的选用 气体勘探器的首要作用是有走漏或风险即将产生时，提示有关人员采纳相关办法保护 在现场作业的人员， 出产设备的安全作业以及周围环境。 假如你能正确地挑选所运用的勘探 器， 你将使它们体现得更好。 现在有许多种气体勘探技能可协助今日的工业来保护人类和生 产，当然，每一种技能都有长处和缺陷。从以下最盛行的技能中咱们将看出没有单一“最好 的办法” ，而只要依据你的实践情况由多种技能组合成的最好的气体勘探体系。 气体勘探器首要是由传感器和相关电路组成。 传感器是整个勘探器的要害部位， 它是决议其 可靠性的重要要素之一。现在有以下几种气体勘探技能：电化学技能，催化焚烧技能，化学 纸带技能，固态金属氧化物技能，红外技能, 以及光电离技能等等。 电化学技能与催化焚烧技能 不同电化学气体传感器中所包含的不同成份决议了它可与相应的毒气产生反响； 丈量头可测 量反响所产生的电流并将其转化成气体浓度值(PPM 或 PPB)。 催化传感器在涂有催化剂的小 球上“无焰焚烧”可燃性气体；丈量头可丈量电阻的改动并经过 A/D 转化，显现改动相应 的读数。一般以爆破下限作为满量程。 由于电化学型和催化焚烧型丈量头相对较低的本钱，它们一般被用于“源点”(即走漏有可 能产生的当地)处的丈量。因而对走漏的反响敏捷并可接连勘探。别的，由于没有可移动部 件，所以不会形成机械毛病。 可是，这两种类型的传感器也有缺陷：一些气体传感器不但对与之相应的气体（即它们依照 规划应该反响的气体）反响，并且对其他气体（搅扰气体）也产生反响，因而有必要留意在 规划和设备进程中防止将这些传感器用在有可能有搅扰气体存在的当地。 传感器需求定时标 定，一般为三个月一次（视不同品牌，作业环境，作业情况等要素的影响） ；传感器在运用 1 到 3 年后一般需求替换（视不同品牌，作业环境，作业情况等要素的影响） 。别的，有些 品牌的传感器运用的是电解溶液，这就需求定时填充电解液。 化学纸带技能 化学纸带技能是用经过化学浸泡的纸带去勘探有毒气体。 这种纸带十分象石蕊试纸当遇到某 种相应的气体时会改动色彩；纸带机经过光电管丈量，剖析纸带色彩的改动，并将其转化成 气体浓度值。 这种体系的长处是， 作为色彩改动反响的成果， 纸带机供给的是气体走漏的物理依据 （相反, 电化学型，催化焚烧型，固态金属氧化物型，和红外型丈量头只是输出 4－20mA 的信号） 。 特别是它们也受搅扰气体的影响，但要比电化学型，固态金属氧化物型的影响小，因而比它 们更具专一性。别的，纸带机比电化学型能勘探更多的气体。 纸带机的缺陷是： 它们只能用于有毒气体的勘探而不能勘探象氢气等的可燃性气体。 由于纸 带机价格贵重， 所以一般被置于中心方位并经过采样管与各个丈量点相连； 每个丈量点的气 样被顺次泵吸过来。 因而在气体走漏和勘探之间存在着显着的时刻滞后现象， 并且顺次泵吸 可导致勘探外表疏忽一些气体走漏。别的，生动气体（象 HF，Cl2，HCl，和 NH3）很简略 被吸附到采样管上而导致勘探外表无法“看见”气体走漏。机械毛病也总是纸带机的一个问 题（纸盒驱动轧住了，光学镜头脏了，泵坏了，过滤器阻塞了以及流量不稳定） ，所以需求 定时的预防性保护。光学体系的定时标定也是必要的。制作商主张每半年要替换一次纸带， 尽管这是一个简略的进程，但纸带的购买和处理确是十分贵重的。 固态金属氧化物技能 固态金属氧化物传感器是由金属氧化物（一般为氧化锡）制成的，经过改动电阻来反响气体 的存在；丈量头丈量电阻的改动并将其转化为浓度。 固态金属氧化物传感器的长处是：它们有很长的寿数，一般为 10 年。它们能勘探的气体范 围十分广，乃至包含电化学型和纸带机所不能勘探的气体。由于它们适当廉价，所以一般被 用于“源点”处的勘探，并且对走漏的反响敏捷并可接连勘探。它们没有可导致机械毛病的 可移动部件。 尽管固态金属氧化物传感器可以勘探许多种气体且灵敏度高， 可是它们的挑选性很差， 因而 “误报警”的机率要显着高于其他技能。别的，当它们不露出于被勘探气体一段时刻后，固 态金属氧化物传感器将被氧化并进入“睡觉”情况，这意味着它们对真实的气体走漏不产生 反响。 并且固态金属氧化物传感器供给的对错线性输出， 因而要比具有线性输出的电化学传 感器的标定困难的多，所需时刻也长。 红外技能 傅立叶变换型红外（FTIR）外表 傅立叶变换型红外（FTIR）外表是运用分光光度技能勘探气体的。当红外光经过样气时被 样气吸收，该外表经过剖析其吸收光谱来决议它的组成。 到现在为止，毫无疑问 FTIR 在一般的运用中是最准确的气体技能，它具有杰出的灵敏度和 极低的误报警。 没有耗费备件， 因而后期保护费用远远低于其他技能。 可是， 由于价格贵重， FTIR 一般被置于中心方位并经过采样管与各个丈量点相连；每个丈量点的气样被顺次泵吸 过来。因而在气体走漏和勘探之间存在着显着的时刻滞后现象。 别的，象纸带机相同，生动气体（象 HF，Cl2，HCl，和 NH3）很简略被吸附到采样管上而 导致勘探外表无法“看见”气体走漏。机械毛病也是 FTIR 外表的一个问题－旋转光闸损耗 或轧住了，泵坏了。 两波长红外吸收技能 两波长红外吸收外表是依据碳氢化合物的气体和蒸气在电磁光谱中的红外区域可吸收必定 波长红外能量的原理制成的。所谓两波长，即参阅波长，碳氢化合物在此波长不吸收红外能 量；丈量波长，碳氢化合物在此波长激烈吸收红外能量。假如有碳氢化合物在丈量区域内， 那么在丈量检波器上测到的红外能量将低于参阅检波器上的。 外表经过丈量两者的差来给出 碳氢化合物气体和蒸气的浓度。 它是在 FTIR 技能－剖析¤实验室技能的根底上发展起来的，更适合于作业防护和作业现场 的监测。比较于催化焚烧型，它反响速度极快；没有催化焚烧型的中毒现象；准确度不受碳 氢化合物气流速度的影响；丈量规模最低 0－1000ppm，最高可达 0 -100%v/v；由于它在测 量中不需求氧气¤空气，所以可运用于惰性气体环境。 它经过运用不行移动部件， 可不受振荡和冲击的影响； 运用防尘罩， 防溅罩和镜面加热技能， 使之可用于十分的恶劣环境；非损耗型电子循环红外光源，寿数至少有 4 年；除灯外，一切 部件无老化现象；丈量头经过定时自检，具有主动陈述毛病的特性；标定可每 6 个月进行一 次；因而比 FTIR 技能显着下降了后期保护费用并下降了误报警的可能性。 由于红外波长的约束，它只适用于具有碳－氢键的碳氢化合物，而不能勘探 CS2，H2，CO， NH3 等气体，并且象乙炔和苯这样的碳氢化合物也不能勘探。因而比较于催化焚烧型传感 器，它更适用于具有长链的碳氢化合物。尽管其开端出资价格贵重，但整体价格要低于催化 焚烧技能。 光电离技能(PID) 光电离传感器运用紫外光电离气体分子，并用于勘探易挥发有机化合物。 特制的紫外灯产生紫外光辐射能， 气体分子遭到紫外光辐射而电离。 丈量头将此刻丈量到的 紫外光辐射能转化为气体浓度。 这种紫外光辐射能的单位为电子伏。 规范的紫外光源有 8.4eV, 9.6 eV, 10.6 eV, 和 11.7 eV。而最一般的是 10.6 eV，由于它的光源更健壮。11.7 eV 的光源是 锂的氟化物，它较软，易碎。光电离技能可勘探那些气体电离势能在紫外光源辐射能量水平 之下的气体。 例如， 苯的光电离势能是 9.24 eV,所以可用 9.6 eV, 10.6 eV, 和 11.7 eV 的光源。 PID 传感器的优势是杰出的灵敏度和快速反响。 这种丈量头可以对许多低浓度的气体快速 反响。由于 PID 传感器不会遭到高浓度气体的损伤，所以一般被用于决议运用何种个别防 护配备。 PID 传感器的缺陷是挑选性。 PID 只可以勘探那些气体光电离势能低于光源辐射水平的气 体。由于光源需求常常清洗，外表需求常常标定以确保准确性。 传感器怎么作业 电化学型气体勘探有许多长处， 并被认为是在需求气体勘探的当地所运用的最好的技能。 绝 大多数电化学有毒气体传感器是根据相同的原理制作的。 可是， 不同制作商出产的传感器存 在着显着的不同。假定气体勘探体系对你的设备十分重要，你最好就要了解这些不同，以及 这种技能一般的局限性。 电化学传感器一般有三个首要部件：电极（一个或多个涂有催化剂的电极） ，电解液和可渗 透性的薄膜。气体经过薄膜分散进来，在电解液－催化剂交界处产生反响产生电流。例如， HCl 的反响： 2HCl+H2O®Cl2+4H +4e 4H +O2®2H2O 丈量头丈量所产生的电流并将其转化成气体浓度。由于释放出的电子数量与气体浓度成比 例，所以传感器的输出是线性的。 传感器的寿数 传感器的寿数由许多要素决议， 包含热， 湿度， 粉尘和累加的气体露出。 在正常作业情况下， 传感器的寿数最少应该有一年， 在许多情况下可到达三年。 短时刻露出于高浓度的气体将影 响传感器在近期内的体现，乃至影响传感器的寿数。 尽管传感器的输出是线性的， 但反响时刻是一个对数函数。 经过薄膜分散进来的第一个气体 分子在反响中将产生一个十分敏捷的改动；当传感器的输出到达了实践环境中的气体浓度 时，反响的改动速率渐渐下降。最好的传感器的反响曲线看起来十分象一个阶梯函数；而最 坏的看起来更象一条直线。反响曲线倒过来决议了传感器在露出于气体之后的康复时刻。 制作商一般界说一段时刻，例如 10 分钟，作为传感器到达它的最大输出时所需求的时刻。 传感器的 T90 是它到达这个值的 90％时所需求的时刻；T50 是到达 50％时所需求的时刻。 这两个数越低，传感器的体现就越好。 预热周期 绝大多数电化学传感器需求对传感器的电极坚持一个固定的误差。 这个误差是传感器体现好 坏的要害要素之一；运用它之后，电解液一般需求时刻去到达平衡。对大多数传感器来说， 预热周期为 4－8 个小时。可是，一些制作商出产的传感器具有坚持这个误差的内置电池， 然后缩短了预热时刻。 由于电化学传感器一般被标定为规范情况， 这个规范情况不行能康复为开始的规范情况， 所 以“准确度”对电化学传感器来说是个使人误解的名词。而一般运用最多的体现丈量情况的 是线性、重复性和灵敏度。传感器的线性和重复性依照规范的界说。被认为是最低勘探度 （MDL）的灵敏度一般被界说为传感器固有本底噪声的 3 倍。 漂移和搅扰 一切电化学传感器都有零点漂移现象。 但这一般是一个长时间的现象， 并且可经过定时的标定 充沛补偿它。 搅扰气体而不是方针气体导致传感器产生反响确是用户关怀的短期现象； 而这 种现象一般被误认为是零点漂移。 由于搅扰气体与电解液的组分有关， 所以不能消除其对传 感器的影响。可是，在许多实践运用中（例如气柜）它们又不是个问题－不存在搅扰气体。 关于其他的运用，制作商可供给一些过滤设备阻挠某种搅扰气体（例如 H2S 或 HCl）进入 传感器。在规划和设备进程中细心安顿气体勘探设备也可防止气体搅扰的问题。 湿度和气流 传感器中的电解液一般是吸湿的， 这就意味着电解液中的水倾向于与周围空气中的水到达平 衡。由于水是电化学反响的要害部分，所以在十分干（和十分热）的区域，传感器的寿数将 会缩短。相似的，在具有继续高湿的环境中也会缩短传感器的寿数。一些制作商为处理这些 问题出产出用于枯燥或湿润环境中的具有特别配方的传感器。快速经过传感器外表的气流 （一般大于 1 升/分钟）可以改动气体分散的性质，然后影响传感器的功能。别的，高的空 气速度可使传感器更快的风干然后缩短其寿数。 一些制作商经过供给操控流经传感器外表气 流速度的设备来处理这些问题。 需求留意的要害问题是： l 传感器的 T50 是什么? T90 是什么？关于最大的传感器输出来说，它们是以什么时刻长度 为根底的？ l 这种传感器是否具有预热周期或内置电池？ l 什么是传感器的最小勘探限？ l 传感器是否有高/低湿度形式？ l 什么是传感器的典型搅扰现象，会引起什么程度的反响？可以过滤掉搅扰气体吗？ 关于任何一种外表， 定时保护是坚持您的气体监测体系永久处于杰出工作情况的确保。 标定， 零备件等费用超过了外表自身的费用，代表了您的首要出资，一般是设备初期出资的两倍。 因而， 您需求从供货商了解的最重要的问题是坚持整个别系正常作业所需求的费用： 标定需 要多长时刻，几年需求替换一次传感器，以及其它坚持整个别系的费用。