氣體檢測基礎知識

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

傳感器類(lèi)型

光離子化檢測 (PID)

PID 技術(shù)通常被認為是監測有毒揮發(fā)性有機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(xiàn)（UV）光源。紫外線(xiàn)的能量會(huì )激發(fā)帶中性電荷的 VOC（揮發(fā)性有機化合物）分子，使其失去一個(gè)電子而帶電。傳感器內的兩個(gè)帶電板之間就會(huì )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(guò)聚四氟乙烯濕氣和油過(guò)濾器，再通過(guò)電化學(xué)溶液進(jìn)入電極。傳感器的量程和靈敏度可通過(guò)使用不同尺寸的孔來(lái)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(lèi)型可通過(guò)選擇電極材料、選擇電解質(zhì)來(lái)確定，有時(shí)還可使用過(guò)濾器來(lái)阻擋不需要的氣體類(lèi)型。

催化珠（橢偏器）

珀爾晶體管傳感器由兩個(gè)匹配的導線(xiàn)線(xiàn)圈組成，每個(gè)線(xiàn)圈都包裹著(zhù)陶瓷珠。電流通過(guò)電阻線(xiàn)圈，將其加熱到大約 230?C。其中一個(gè)瓷珠含有催化劑材料，因此當空氣和可燃氣體的混合物進(jìn)入傳感器時(shí)，會(huì )與瓷珠接觸，并在含有催化劑的瓷珠附近燃燒。這就導致該活性珠與另一個(gè)“參考”珠之間產(chǎn)生溫差。 溫差會(huì )導致電阻值的變化，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。傳感器廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域，包括石油鉆井平臺、煉油廠(chǎng)以及礦井和隧道等地下建筑環(huán)境。

紅外線(xiàn)傳感器

傳感器內的紅外線(xiàn)發(fā)射器分別產(chǎn)生紅外線(xiàn)光束。每束光都會(huì )穿過(guò)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(huì )被碳氫化合物氣體分子吸收，因此如果存在適當濃度的 C-H 鍵氣體，光束強度就會(huì )降低。參考 "光束（通常在 3.0μm 左右）不會(huì )被氣體吸收，因此會(huì )以全強度到達接收器。根據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氣體檢測儀的代表。MPS 可快速檢測多種氣體類(lèi)型，并可同時(shí)識別超過(guò) 15 種特征可燃氣體。直到最近，任何需要監測可燃氣體的人都必須選擇一種傳統的可燃氣體檢測儀，其中包含一個(gè)針對特定氣體進(jìn)行校準的珀爾電阻傳感器，或者包含一個(gè)紅外（IR）傳感器，該傳感器的輸出也會(huì )根據被測可燃氣體的不同而變化，因此需要針對每種氣體進(jìn)行校準。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，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(méi)有受到含有永久性毒物（稱(chēng)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、停機時(shí)間和產(chǎn)品可用性方面都很昂貴。紅外技術(shù)無(wú)法檢測到氫氣，因為氫氣沒(méi)有紅外特征，而且紅外和蕊管檢測器有時(shí)會(huì )偶然檢測到其他氣體（即未經(jīng)校準的氣體），導致讀數不準確，從而引發(fā)錯誤報警或引起操作人員的擔憂(yōu)。MPS 傳感器是一種解決方案，它能檢測氫氣和其他可燃氣體，識別它們，并對每種氣體或組成氣體進(jìn)行正確的校準。

有些儀器使用泵向傳感器提供空氣或氣體樣本。

檢測類(lèi)型

固定式

固定式氣體檢測儀是安裝在一個(gè)位置的永久性裝置。它們可以設置成單探測器配置、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(chǎng)、建筑物或設施有風(fēng)險的任何地方，可以檢測到緩慢積累或重大泄漏，從而對特定來(lái)源的氣體泄漏發(fā)出早期或自動(dòng)警告。它們通常被設置為觸發(fā)其他安全措施，因此一旦檢測到問(wèn)題，就能自動(dòng)打開(kāi)通風(fēng)口、啟動(dòng)風(fēng)扇、關(guān)閉閥門(mén)甚至關(guān)閉流程。它們的設置通常是為了向控制室或安保人員發(fā)出警告，告知存在潛在危險的氣體泄漏，以便人們采取執行措施。它們還可以觸發(fā)警報，開(kāi)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計的，盡管有些系統在設計中確實(shí)包含了區域覆蓋的部分。便攜式氣體檢測儀是保護可能接觸有毒或可燃氣體積聚或釋放的人員的理想方法。

每個(gè)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檢測系統的樞紐，它將氣體數量與預設水平進(jìn)行比較，并提供各種輸入和輸出功能選項。氣體控制面板通常位于安全區域，但如果安裝適當，也可安裝在危險區域?？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(gè)中心點(diǎn)，以便遠程監控多個(gè)控制面板/系統。與固定式氣體檢測儀進(jìn)行通信有多種方法。常見(jiàn)的是模擬通信，但對數字和無(wú)線(xiàn)通信的需求也在不斷增長(cháng)。探測器還具有多種功能，可提高效率，減少人員在潛在危險場(chǎng)所的逗留時(shí)間，從而降低人員風(fēng)險。

便攜式

便攜式氣體檢測儀是一種個(gè)人防護設備，可持續監測用戶(hù)的呼吸區域。由于其體積一般較小，這些手持式設備輕巧堅固，可隨身攜帶，其構造符合人體工程學(xué)，佩戴起來(lái)不顯眼。它們有時(shí)也用于在人員進(jìn)入密閉空間（如已知氣體風(fēng)險類(lèi)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測，通常不適合對較大空間進(jìn)行長(cháng)期持續監測。便攜式氣體檢測儀是保護工人個(gè)人安全的最安全的方法。

便攜式氣體檢測儀可存儲整個(gè)輪班期間的氣體暴露信息，以及警報或險情等事件。這些數據可以傳輸到基于云的門(mén)戶(hù)網(wǎng)站，從而帶來(lái)許多好處，如提高運營(yíng)效率和安全合規性，以及提供一個(gè)強大而靈活的機制來(lái)提供有價(jià)值的可操作見(jiàn)解。數據解決方案為各種規模的便攜式車(chē)隊提供了切實(shí)的好處，無(wú)論氣體檢測儀是在現場(chǎng)使用，還是在場(chǎng)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，而且大多數都由電池供電。另一方面，每個(gè)用戶(hù)都須接受過(guò)操作便攜式探測器的適當培訓。此外，便攜式探測器通常不會(huì )直接連接到其他安全系統。因此，如果探測器發(fā)出警報，用戶(hù)須自行采取行動(dòng)，以減輕對自己或他人造成的風(fēng)險。