气体探测基本原理..

气体探测[基本篇]2MSA2007仪表经销商会议议程•可燃气体和检测原理•有毒气体和检测原理•氧气和检测原理•检测目的及分类3MSA2007仪表经销商会议为什么检测?•为了保护工人的健康和生命安全•为了保护固定资产不受损害•为了履行地区及国家法律法规4MSA2007仪表经销商会议5MSA2007仪表经销商会议检测什么?Ex(Vol%)(%LEL)(%UEG)O2(Vol%)Tox(ppm)(ml/m3)(mg/m3)危险气体/蒸气6MSA2007仪表经销商会议什么是燃烧?•燃烧=可燃性气体和氧气间的反应•没有氧气的燃烧=不可能•可燃性气体和氧气必须在正确的比例范围内才能燃烧•足够的点火能量使温度上升并产生反应7MSA2007仪表经销商会议8MSA2007仪表经销商会议点火能量•点燃空气中可燃性蒸汽/气体所需的最小能量(mJ)–例如:•氢气:0,01mJ•甲烷:0,28mJ•己烷:0,24mJ•氨气:680,00mJ9MSA2007仪表经销商会议蒸气压10MSA2007仪表经销商会议闪点使液体可以产生足够的蒸气来引起燃烧的最低温度•液体的分类与闪点有关–21oC–21oC55oC–55oC100oC–100oC11MSA2007仪表经销商会议闪点12MSA2007仪表经销商会议定义•可燃性气体–Ex爆炸性(检测范围)–LEL低爆炸极限（UEG）–UEL高爆炸极限–Vol%体积百分比13MSA2007仪表经销商会议LELandUEL...14MSA2007仪表经销商会议100%4,4甲烷VOL%16LELUEL爆炸范围15MSA2007仪表经销商会议空气中的爆炸等级气体名称分子式Mw(g)爆炸极限(vol%)甲烷CH416.044.4---16.0乙烯C2H428.052.3---34.0丙烷C3H844.101.7---9.5戊烷C5H1272.151.4---8.0壬烷C9H20128.260.7---5.6氢气H22.024.0---76.0硫化氢H2S34.084.0---46.0一氧化碳CO28.0011.0---75.016MSA2007仪表经销商会议LEL和UEL的作用...17MSA2007仪表经销商会议测爆方法•0-100%LEL量程–催化燃烧–点式红外–开路红外18MSA2007仪表经销商会议催化燃烧传感器设计19MSA2007仪表经销商会议惠斯顿电桥20MSA2007仪表经销商会议传感器中毒只对可燃性气体起反应中毒(H2S,硅元素,氟利昂,氟化碳氢化合物)会降低灵敏度21MSA2007仪表经销商会议催化燃烧传感器•至少需要9%VOLO2才能正确测量•至少4%VOLO2才会爆炸22MSA2007仪表经销商会议惠斯顿电桥•优点–使用寿命长，响应较快–受温度、湿度、压力影响小–成本低–可检测多种可燃性气体或蒸气•局限性–传感器易中毒–需一定量的氧气–高浓度气体下使用寿命将缩短–视环境需定期维护优点与局限性23MSA2007仪表经销商会议热传导传感器原理26–气体由于热交换而引起温度不平衡–这个温度差异被电子放大并相应的被显示成气体的浓度值24MSA2007仪表经销商会议惠斯顿电桥•优点–检测范围大•局限性–非特定性，与其他化合物有交互敏感作用–无法检测热导接近1的气体(NH3,CO,NO,O2,N2等）–热导低于1的气体难以检测，输出信号非线性优点与局限性25MSA2007仪表经销商会议点式红外检测原理–两个探头敏感性对应不同波长范围–可燃性气体会吸收某一波段的红外线–到达两个探头的红外线强度之差转换成气体浓度26MSA2007仪表经销商会议•优点–精度高，响应极快–传感器寿命长–探头不会中毒–可在高浓度气体或缺氧环境下工作–低维护性，无需频繁标定•局限性–不适合氢气检测–成本略高优点与局限性27MSA2007仪表经销商会议开路红外检测原理–双光束概念参比光束吸收光束–测量值%LEL.米28MSA2007仪表经销商会议•优点–有精度高，响应极快–传感器寿命长–探头不会中毒–可在高浓度气体或缺氧环境下工作–低维护性，无需频繁标定•局限性–与点式红外比，不能确定漏源–成本高–发射源及探测器间需无障碍通路优点与局限性30MSA2007仪表经销商会议缺氧的影响高于19,5%正常生活的必需值14-19,5%具有危险，不能进入，需使用自供式呼吸器(SCBA)12-14%呼吸费力，脉搏加快，肌肉协调能力变差10-12%呼吸浅而快速，晕眩，判断力差，嘴唇变紫8-10%恶心，呕吐，不省人事面色苍白6分钟=50%致命,8分钟=100%致命4%40内昏迷，痉挛，呼吸停止，死亡0%昏迷，10秒钟内死亡缺氧的影响31MSA2007仪表经销商会议CO2对人的影响4-6Vol%40.000-60.000ppm可改变大脑血管的血流速度，头痛，头昏眼花6-8Vol%60.000-80.000ppm犹如中了箭毒似的麻痹瘫痪8-10Vol%80.000-100.000ppm燃烧的蜡烛可熄灭，痉挛，快速失去意识并死亡20Vol%200.000ppm几秒钟内即致死0.5%Vol5000ppmTWA值CO2的影响32MSA2007仪表经销商会议CO的影响PPMVol%影响250.0025TWA值,暴露其中8小时是安全的2000.02头痛,不舒服8000.08头昏眼花,恶心,两小时内失去意识16000.161小时内可致死CO对人的影响33MSA2007仪表经销商会议H2S的影响PPMVol%影响0.10.00001能闻到类似臭鸡蛋的味道100.001TLV值,8小时内暴露其中是安全的1000.01嗅觉神经在3-15分钟内瘫痪。对眼睛和喉咙有刺激。暴露其中8-48小时会有生命危险2000.02嗅觉神经立即瘫痪，刺激眼睛和喉咙，暴露其中4-8小时后会有生命危险5000.05扰乱平衡力，在30-45分钟内呼吸麻痹。急需人工呼吸，暴露其中30-60分钟即可致命7000.07很快失去意识(最多15分钟)，呼吸停止，暴露其中2-15分钟即可致命10000.1马上失去意识，大脑损伤，暴露其中3分钟即可致命H2S气体对人的影响34MSA2007仪表经销商会议定义–PPMPartPerMillion(0,000.1vol%)–PPBPartPerBillion(0,000.000.1vol%)–TLV阈限值–TWA时间加权平均值(8hrs)–LTEL长期暴露限值(8hrs)–STEL短期暴露限值(15min)–T90响应时间35MSA2007仪表经销商会议毒气测量方法–电化学–测毒管(试剂)–半导体–PID光电离探测器–声光红外36MSA2007仪表经销商会议电化学O2传感器隔膜对电极氧气隔膜信号7-15mV工作电极电解液KOHPb金37MSA2007仪表经销商会议电化学CO传感器对电极隔膜隔膜OP参考电极工作电极Electrolyte6NH2SO4参考电压二氧化碳信号OP铂铂铂38MSA2007仪表经销商会议电化学H2S传感器对电极隔膜隔膜OP参考电极工作电极电解液6NH2SO4参考电压信号硫化氢OP金铂金39MSA2007仪表经销商会议•优点–高灵敏度–线性输出–选择性好•局限性–存放期有限–极度干燥或高浓度气体环境下寿命短优点与局限性40MSA2007仪表经销商会议金属氧化半导体原理氧离子分布在半导体材料表面气体存在时会消弱电极间的电阻电阻变化与气体浓度按比例转换41MSA2007仪表经销商会议•优点–工作温度范围大–寿命长•局限性–非特定型，易受干扰–线性差–湿度对精度有影响–易中毒优点与局限性42MSA2007仪表经销商会议RHISOBUTEN0,0ppmRHe-RH+hxv13.4•气体在反应室被紫外灯泡电离•离子运动产生电流•电流与气体浓度成正比关系+-光电离（PID）检测原理43MSA2007仪表经销商会议•优点–可检测VOC•局限性–成本高–只能检测VOC的总量优点与局限性45MSA2007仪表经销商会议•优点–检测范围大–高灵敏度–线性输出–选择性好•局限性–单点成本高优点与局限性46MSA2007仪表经销商会议Ultima®XE气体检测仪Ultima®X系列气体检测仪Ultima®XA气体检测仪Ultima®XIR气体检测仪47MSA2007仪表经销商会议Ultima®X系列气体检测仪Ultima®XL/XT气体检测仪Ultima®X3气体检测仪48MSA2007仪表经销商会议UltimaX系列气体检测仪•创新的设计•两项专利技术•可监测气体范围广泛–可燃气（催化燃烧，点式红外）–毒气（电化学）–氧气（电化学）49MSA2007仪表经销商会议Ultima-X特点•碳酸聚酯NEMA外壳•316不锈钢隔爆外壳•UL、CSA、ATEX、CCCF、CCS认证50MSA2007仪表经销商会议Ultima-X特点•传感器可热插拔•智能传感器可互换•世界一流的设计51MSA2007仪表经销商会议世界一流的设计•单块线路板–高可靠性–易于维护•外壳和线路板是通用的-催化燃烧、电化学、红外•多孔进线接口-易于安装52MSA2007仪表经销商会议艺术级的显示•3½位LCD•轮流显示测量值和气体类型•通过滚动信息指示故障情形•LED指示灯可选53MSA2007仪表经销商会议现场可编程继电器•3个报警继电器•1个故障继电器•通过控制器可选择–报警等级•锁定/非锁定•向上量程/向下量程–继电器连接•常开/常闭•励磁/非励磁54MSA2007仪表经销商会议ThankYou!