工业气体在工业电子领域的应用

因为实际上，安全和健康中遇到的许多气体都是有机气体和无机气体的混合物。出于各种原因，当前对有毒有害气体的理解更多地集中在可燃气体，会引起急性中毒的气体（硫化氢，氢氰酸等）以及一些常见的有毒气体（一氧化碳），氧气等。本文将首先着重介绍这种探测器，并根据当前情况为各种有毒和有害（无机/有机）气体探测器的应用提出建议。有毒有害气体探测器的分类和原理：气体探测器的关键组件是气体传感器。气体传感器原则上可分为三类：A）具有物理和化学特性的气体传感器：例如半导体（表面受控，体积受控，表面电势），催化燃烧和固体导热系数。 B）具有物理性质的气体传感器：例如导热性，光干扰，红外吸收等。C）具有电化学性质的气体传感器：例如恒电位电解类型，原电池类型，隔膜离子电极类型，固定电解质类型等根据危害，我们将有毒气体和有害气体分为两大类，易燃气体和有毒气体。由于它们的性质和危害不同，它们的检测方法也不同。可燃气体是在石油化工等工业应用中遇到的最危险的气体。主要是有机气体，例如烷烃和某些无机气体：例如一氧化碳。易燃气体必须具备一定的爆炸条件，即：一定浓度的易燃气体，一定量的氧气以及足够的热量来点燃其点火源。这是爆炸的三个要素（如左上图所示的爆炸三角形）。不，也就是说，没有这些条件将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，遇有一定温度的火源会爆炸。我们将易燃气体暴露于火源时爆炸的浓度称为爆炸物浓度极限，称为爆炸物极限，通常以％表示。实际上，该混合物不会以任何混合比例爆炸，而是需要一个浓度范围。当可燃气体的浓度低于LEL（最低爆炸极限）（可燃气体浓度不足）并且其浓度高于UEL（最高爆炸极限）（在氧气不足的情况下）时，不会发生爆炸。不同可燃气体的LEL和UEL是不同的（请参见第八期的介绍），在校准仪器时必须注意这一点。为了安全起见，通常当可燃气体浓度在LEL的10％到20％之间时，我们应该发出警报。在这里，10％LEL表示。警告警报和20％LEL称为危险警报。这就是为什么我们将可燃气体探测器称为LEL探测器。应该注意的是，LEL检测器上显示的100％并不意味着可燃气体的浓度达到了气体体积的100％，而是达到了LEL的100％，这相当于爆炸性气体的最低爆炸极限。易燃气体。如果是甲烷，则100％LEL = 4％体积浓度（VOL）。在工作中，通过LEL测量这些气体的检测器是我们常见的催化燃烧检测器。其原理是两回路电桥（通常称为惠斯通电桥）检测单元。铂丝桥之一涂有催化燃烧物质。不论可燃气体如何，只要它能被电极点燃，铂丝桥的电阻都会因温度变化而变化。该电阻变化与可燃气体的浓度成一定比例相同，可通过仪器的电路系统和微处理器来计算可燃气体的浓度。市场上还可以提供直接测量可燃气体体积浓度的热导VOL检测器。同时，已经有LEL / VOL组合探测器。 VOL可燃探测器特别适合于测量体积（VOL）的浓度缺氧（缺氧）环境中的可燃气体燃烧。有毒气体可以存在于原材料中，例如大多数有机化学物质（VOC），也可以存在于生产过程中各个环节的副产品中，例如氨，一氧化碳，硫化氢等。它们是工人最危险的危险因素。这些危害不仅包括直接伤害，例如身体不适，疾病，死亡等，还包括对人体的长期伤害，例如残疾，癌变等。这些有毒有害气体的检测是我们发展中国家应该开始充分注意的一个问题。表中显示了TWA（平均加权8小时统计重量），STEL（15分钟短期暴露水平），IDLH（即时致死剂量）（ppm）和MAC（车间最大允许浓度）mg / m3常见的有毒有害气体。有毒气体TWASTELIDLHMAC氨（NH3）25355503一氧化碳（CO）25mdash，150030氯（Cl2）0.51301氰化氢（HCN）104.7500.3硫化氢（H2S）101530010一氧化氮（NO）25mdash，100ndash，二氧化硫（SO2）2510015VOC * 50100mdash，ndash，视气体类型而定，其TWA，STEL，IDLH，MAC等值会有所不同。当前，为了检测特定的有毒气体，我们使用了最专用的气体传感器。它可以包括以上内容。列出的所有气体传感器还包括前两章中描述的光电离检测器。其中，最常见的检测无机气体的方法是，技术相对成熟，综合指数最好的方法是恒电位电解法，这就是我们通常所说的电化学传感器。电化学传感器的组成是：将两个反应电极-工作电极和对电极以及参比电极放在特定的电解液中（如上图所示），然后在反应电极之间施加足够的电压，从而通过覆盖有重金属催化剂膜的被测气体进行氧化还原反应，然后通过仪器中的电路系统测量气体电解过程中产生的电流，然后微处理器计算气体的浓度。当前，可以检测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，氯，氰化氢，环氧乙烷，氯化氢等。要检测VOC检测器，请使用上一章中所述的光电离检测器。氧气也是工业环境中的重要因素，尤其是在密闭环境中。通常，我们把氧气含量超过23.5％的称为多余氧气（富氧），此时容易爆炸，而低于19.5％的氧气含量是缺氧（缺氧），此时工人容易窒息和昏迷。到死。正常氧含量应在20.9％左右。氧气检测器也是一种电化学传感器。在选择有毒有害气体探测器方面当前存在的问题：在我国，由于历史和认识的原因，在选择各种类型的探测器方面存在更多的问题，具体体现在：1）可燃气体的探测非常重要。用于检测有毒气体。 2）对可能引起急性中毒的气体的检测比对可能引起慢性中毒的气体的检测更为重要。由于许多易燃气体泄漏引起的爆炸事故中的血腥教训，人们非常重视可燃气体的检测。可以说，大多数石化工厂中，大多数危险气体探测器都是LEL探测器。但是，仅仅为工人配备LEL探测器不足以真正保护工人的安全和健康是不够的。不可否认，大多数挥发性和危险气体都是可燃气体，但是催化燃烧式可燃气体检测器（LEL）并不是所有可燃气体检测的最佳选择。它是专门为检测甲烷而设计的，但是其他物质的检测性能相对较差。因此，可检测到的除甲烷以外的可燃气体的下限浓度比其允许浓度高得多。例如，对于有毒气体，例如苯和氨，它是一种简单地使用可燃气体探测器是非常危险的做法。例如，苯的爆炸下限为1.2％，在LEL检测器上的校正系数为2.51。也就是说，在用甲烷校准的LEL检测器上显示的苯浓度仅为其实际浓度的40％！ !!这样，LEL可以检测到的最低苯警报浓度为10％LEL = 10％* 1.2％* 2.51 = 3.0 * 10-3，这比苯的允许浓度5 * 10-高了近600。 6。时代！类似地，氨在LEL检测器上获得的警报浓度1.5 * 10-2约为其容许浓度2.5 * 10-5的600倍。因此，根据要检测的气体，选择特定的有毒气体检测器比简单选择LEL检测器要安全得多。另外，目前，我们更加注重对可能引起急性中毒的气体的检测，例如硫化氢，氰醇等，但是对于对慢性中毒的气体的检测，则没有给予足够的重视。作为芳香烃和醇。工人的健康和安全危害不亚于会引起急性中毒的气体！它们会导致癌症和其他看不见的状况，从而影响工人的生命和健康。除了造成这种现象的原因外，缺乏合适的有机气体检测器来检测市场上的较低浓度也是一个重要原因。随着科学技术的发展和人们健康意识的提高，人们不再满足于简单地快乐地工作和安全回家，而是追求更高的生活质量和生活条件。人们不仅关心今天的工作，而且关心退休后的明天。因此，我们必须在工业卫生和工业安全工作中不断引入新思想和新思想，不仅要避免眼前的危险，还要注意避免今后的悲剧。所有这些都需要通过法规并提高人们的素质。不断改进和增强。在下一节中，我们将讨论如何选择和维护各种有毒有害气体传感器。