基礎知識培訓課件-李其民資料

1、學習(xux)的主要內容氣體檢測儀器儀表基本概念防護級別防爆知識(zh shi)不同傳感器應用環(huán)境共二十九頁氣體(qt)基本知識燃氣燃氣是氣體(qt)燃料的總稱種類很多，主要有天然氣、人工燃氣（俗稱煤氣）、液化石油氣和沼氣；而“可燃氣體(qt)”則是一個很寬泛的概念，指凡是在空氣中濃度積累到一定的濃度能夠發(fā)生燃燒或爆炸的氣體(qt)總稱。 LNGLNG（Liquefied natural gas），即液化天然氣的英文縮寫。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃氣體，主要成分由甲烷組成。而LNG則是通過在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至 -162，使之凝結成液體，液化天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性 。CN

2、G壓縮天然氣(Compressed Natural Gas)是天然氣加壓并以氣態(tài)儲存在容器中。它與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料利用。 共二十九頁氣體(qt)基本知識LPG 液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas) 的主要組分是丙烷（超過95%），還有少量的丁烷。LPG在適當的壓力下以液態(tài)儲存在儲罐容器中，常被用作炊事燃料。管道燃氣 管道液化氣是從氣源點（氣化站）將液態(tài)的液化石油氣氣化后用市政管網送到千家萬戶，與瓶裝氣供應相比具有安全、穩(wěn)定、衛(wèi)生、方便等優(yōu)點。爆炸極限可燃氣體（或粉塵）與空氣或其他氣體混合后，在點火時能發(fā)生爆炸的濃度，在空氣中都有兩個爆炸極限。下

3、限是可燃氣體（或粉塵）在空氣中進行燃燒或爆炸所需要燃氣與空氣的最小比例；上限是可燃氣體與空氣的最大濃度比例。著火溫度 燃料能連續(xù)燃燒的最低溫度，稱著火溫度。在常壓（大氣壓）下，液化石油氣的著火溫度為365460，天然氣的著火溫度為270540，城市煤氣著火溫度為270605。其著火溫度比其它(qt)燃料要低的多，所以又叫易燃氣體。 共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念 響應時間：是指在試驗條件下，從檢測器接觸被測氣體至達到穩(wěn)定指示值的時間。通常，讀取達到穩(wěn)定值90%的時間作為響應時間。 即常見的T90。也有的用T表示(biosh)，此時T的值未定，但一般表示90%、 80%或者70%。脫

4、附時間：也有叫做恢復時間、歸零時間；是指在試驗條件下，從檢測器脫離被測氣體至恢復監(jiān)視狀態(tài)的時間。通常是讀取恢復到穩(wěn)定指示值的10%的時間作為恢復時間。 共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念零點漂移：是指探測器在使用一段時間或應用到新的環(huán)境時探測器在潔凈空氣中的示值大于或小于零的現象。一般零點漂移都是由于環(huán)境溫濕度變化較大而產生的。這個現象幾乎所有(suyu)的探測器都無法避免，但設計較好的探測器一般都可以通過零點平移進行校正。這也是有些企業(yè)宣傳所謂的智能自動校準。一般的零點平移分為自動和手動兩種方式，請大家想著對比一下兩種方式的優(yōu)點和缺點？共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念零點氣

5、：是指不含被測氣體或其他干擾氣體的清潔的空氣或氮氣 標準氣體：成分、濃度和精度均為已知的氣體；標準氣按平衡氣體可分為(fn wi)氮氣平衡和空氣平衡。 標定：是指用一定濃度的標準氣對報警器的示值進行校準，一般包括零點標定和量程點標定。零點標定一般指的是在高純氮氣或清潔空氣環(huán)境進行的標定。量程點標定指的是在一定濃度下對報警器的標定。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念預熱：探測器上電后，輸出值不穩(wěn)定，等待輸出值穩(wěn)定的這段時間稱為預熱；大家回想一下我們公司各種探測器的預熱時間？傳感器中毒：當傳感器在通電狀態(tài)時，如果接觸到濃度遠超出(choch)其量程或者其它可能導致傳感器失效的氣體（H2S）

6、和有機（硅）無機物時，有可能造成傳感器的輸出值一直維持在高位或者低位。中毒的傳感器有些一段時間后可恢復，有些不可恢復。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念報警設定值：預置的氣體報警濃度值；探測器在出廠時預置，期望當氣體濃度大于此值時報警。（氧氣可能小于）報警動作值：探測器報警時對應的最小氣體濃度值。（氧氣可能是最大）多級報警：探測器按情況(qngkung)預置多種氣體報警濃度值；分別讓探測器在不同的濃度發(fā)出不同的報警信號。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念爆炸性環(huán)境及防爆電氣設備：含有爆炸性混合物的環(huán)境，稱為爆炸性環(huán)境。按規(guī)定條件設計制造而不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備，

7、成為爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備。爆炸極限(Flammable limits)：單位(dnwi)通常是百分比，指在空氣(或氧化劑)中含有某種氣體的百分比。它分為爆炸上限（英文upper explode limit的簡寫UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的簡寫LEL）。低于爆炸下限，混合氣中的可燃氣的含量不足，不能引起燃燒或爆炸，高于上限混合氣中的氧氣的含量不足，也不能引起燃燒或爆炸。常見可燃氣體爆炸下限為：甲烷50000ppm、丙烷22000ppm、氫氣40000ppm、一氧化碳125000ppm、氨氣47000ppm、乙炔15000ppm。共二十九頁氣體(qt)檢測儀

8、器儀表基本概念ppm（Parts Per Million）：濃度測量單位，一般用于氣體檢測領域。例如：混合空氣中含有1ppm的硫化氫意味著每一百萬單位體積的氣體中含有一個(y )單位體積的硫化氫。VOL：指的是氣體體積百分比。如5%VOL指的是特定氣體在空氣中的體積占5%。相互之間的關系：一般來說ppm用在較為精確的測量；LEL用于測爆的場合；VOL的數量級是它們三個中最大的。我們舉個例子：如甲烷的爆炸下限是5%VOL，所以10%LEL的甲烷氣體有以下對應關系： 10%LEL=5000ppm=0.5%VOL。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念有毒氣體TWA（ppm） STEL(ppm)

9、 IDLH（ppm） MAC (mg/m3) 氨氣(NH3) 25 35 500 30 一氧化碳(CO) 25 -1500 30 氯氣(Cl2) 0.5 1 30 1 氰化氫(HCN) 10 4.7 50 0.3 硫化氫(H2S) 10 15 300 10 一氧化氮(NO) 25 -100 -二氧化硫(SO2) 2 5 100 15 VOC* 50 100 -共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念量程：指探測器可以測量被測氣體的范圍。常見的氣體量程為：0 -100%LEL（可然氣體或揮發(fā)性有機氣體）；0-1000ppm（一氧化碳）；0-100ppm H2SF.S：我們(w men)在報警器

10、說明書上常常見到F.S的概念，它指的是全量程。如5% F.S指的是全量程最大顯示誤差為滿量程的5% 。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念智能分區(qū)：也叫聯(lián)動關系可編程，指控制器可以把探測器按需和繼電器輸出對應起來就是我們(w men)所謂的智能分區(qū)。讓我們(w men)一起回憶一下我們(w men)公司有智能分區(qū)功能的控制器。總線和分線：總線和分線是就控制器與探測器的連接方式而言。如果，每個探測器都需要一根電線才能完成與控制器的通訊，則稱此種連接方式為分線連接。如果，幾個探測器可以共用一根電線完成與控制器的通訊，則稱此種連接方式為總線連接。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念總線一

11、般傳輸的是數字信號，它的形式很多，如RS485總線；CAN總線等RS485串行總線：規(guī)定了雙端電氣接口形式，其標準是雙端線傳輸信號。如果其中一條線是邏輯1狀態(tài)，另一條就為邏輯0。因電壓回路是雙向差分的，故可抑制傳輸回路中的共模干擾，大大的改善通信性能。總線主要應用在探測器數量多，分布集中，離控制室較遠的場合。其優(yōu)點是數字信號，探測器和控制器間可傳輸命令，較為智能化；方便布線。缺點是協(xié)議(xiy)相互不統(tǒng)一，可換型差；系統(tǒng)相對脆弱，有時一個探測器損壞可能導致系統(tǒng)崩潰。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念分線一般傳輸的是模擬信號，我們一般采用兩線制4-20mA信號或三線制4-20mA信號；一

12、般4mA對應量程的底限，而20mA則對應量程的高限。分線主要應用在探測器數量少，分布不集中，離控制室較近且系統(tǒng)安全要求較高的場合。其優(yōu)點是系統(tǒng)安全可靠；行業(yè)內控制器互換性高。；方便布線。缺點是探測器和控制器間可傳輸命令(mng lng)，不夠智能化；布線不方便。兩線制和三線制的區(qū)別：地線，既傳信號又傳電源，功耗。共二十九頁氣體(qt)檢測儀器儀表基本概念為克服分線制不夠智能(zh nn)的弱點，現在有hart傳輸。為克服總線互換性差的弱點，現在有modbus通訊協(xié)議，但現在的modbus通訊協(xié)議還很少用在探測器和控制器的通訊，一般用在控制器和上位機的通訊，因為一般的工控機都用modbus通訊接

13、口。共二十九頁 共同了解的主要(zhyo)內容防護等級簡介(jin ji)防爆基本知識防爆應用共二十九頁防護(fngh)級別IP防護等級體系 IP 表示Ingress Protection（進入防護）。作為應用于易爆危險區(qū)的儀表，對其外殼的保護等級作出規(guī)定，IEC144規(guī)定的殼體保護等級由一個對應其抗外界物體沖擊與穿刺(chunc)能力及防水能力的代碼表示，表示防護等級的代號通常由特征字母IP和二個特征數字組成。特征數字的含義見表。防護等級用IPxx 表示，IP后面的第一個數字表示固體物的大小，第二個數字表示液體。共二十九頁防護(fngh)級別第一類防護型式：防止固體異物進入電器內部及防止人體

14、觸及內部的帶電(di din)或運動部分的防護。數字特征符號簡短說明型號含義無防護沒有專門防護能防止直徑小于50mm的固體異物能防止直徑大于50mm的固體物進入殼內能防止人體的某一大面積部分(如手)偶然或意外觸及殼內帶電部分或運動部件,不能防止有意識的接近能防止直徑不小于12.5mm的固體異物能防止直徑大于12mm、長度不大于80mm的固體物進入殼內能防止手指觸及殼內帶電部分或運動部件能防止直徑不小于2.5mm的固體異物1.mm的固體異物能防止直徑大于2.5mm的固體物進入殼內能防止厚度(或直徑)大于2.5mm的工具、金屬線觸及殼內帶電部分或動動部件防塵不能安全防止塵埃進入殼內，但進塵量不足以

15、影響電器的正常運行塵密無塵進入共二十九頁防護(fngh)級別第二類防護型式：防止水入內部(nib)達到有害程度的防護 數字特征符號簡短說明型號含義無防護沒有專門防護1防滴垂直滴水無有害影響215防滴當外殼從正常位置傾斜15以內時，垂直滴水無有害影響3防淋水以垂直60范圍內的淋水無有害影響4防濺水任何方向濺水無有害影響5防噴水任何方向噴水無有害影響6防海浪猛烈海浪或強列噴水時，進入外殼水量不致達到有害程度7防浸水影響浸入規(guī)定壓力的水中經規(guī)定時間后進入外殼水量不致達到有害程度8防潛水影響能按制造廠規(guī)定的條件長期潛水共二十九頁防爆(fn bo)知識儀表行業(yè)中常見的三種防爆原理1、控制易爆氣體方法：人

16、為地在危險場所（我們把同時具備發(fā)生爆炸所需的三個條件的工業(yè)現場稱為危險場所）營造出一個沒有易爆氣體的空間，將儀表安裝在其中典型代表：正壓型防爆方法Exp。工作原理是：在一個密封的箱體內，充滿不含易爆氣體的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內氣壓略高于箱外氣壓，將儀表安裝在箱內。常用于再線分析儀表的防爆和將計算機、PLC、操作站或其它儀表置于現場的正壓型防爆儀表柜。2、控制爆炸范圍方法：人為地將爆炸限制在一個有限的局部范圍內，使該范圍內的爆炸不致于引起更大范圍的爆炸。典型代表：隔爆型防爆方法Exd。工作原理是：為儀表設計一個足夠堅固的殼體，按標準嚴格地設計、制造和安裝所有的界面，使在殼體內發(fā)生的爆炸不

17、致于引發(fā)殼體外危險性氣體（易爆氣體）的爆炸。隔爆防爆方法的設計與制造規(guī)范極其嚴格而且安裝、接線(ji xin)和維修的操作規(guī)程也非常嚴格。該方法決定了隔爆的電氣設備、儀表往往非常笨重，操作須斷電等，但許多情況下也是最有效的辦法。共二十九頁防爆(fn bo)知識3、控制引爆源方法：人為地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的表面溫升。典型代表：本安型防爆方法Ex 。工作原理是：利用安全柵技術，將提供給現場儀表(ybio)的電能量限制在既不能產生足以引爆的火花，又不能產生足以引爆的儀表(ybio)表面溫升的安全范圍內。按照國際標準和我國的國家標準，當安全柵安全區(qū)一側所接設備發(fā)生任何故障

18、（不超過250V電壓）時，本質安全防爆方法確保危險現場的防爆安全。Ex ia 級本質安全設備在正常工作、發(fā)生一個故障、發(fā)生二個故障時均不會使爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸。因此該方法是最安全可靠的防爆方法。共二十九頁防爆(fn bo)知識防爆標志格式將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場(xinchng)爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場(xinchng)防爆設備的防爆標志和防爆形式。防爆電氣設備按GB 3836標準要求，防爆電氣設備的防爆標志內容包括：表1防爆標志格式：示例 Ex (ia) C T4說明 防爆標記 防爆型式 設備類別+氣體組別溫度組別1

19、、防爆標志：表示該設備為防爆電氣設備2、防爆型式：表明該設備采用何種措施進行防爆，根據國家標準GB 383683，我國的防爆電氣設備其防爆結構形式有：隔爆型、增安型、本質安全型、正壓型、油浸型、充砂型、澆封型、n型、特殊型、粉塵防爆型等。共二十九頁防爆(fn bo)知識型式標 志防 爆 原 理圖示隔爆型d將設備在正常運行時，能產生火花電弧的部件置于隔爆外殼內，隔爆外殼能承受內部的爆炸壓力而不致?lián)p失，并能保證內部的火焰氣體通過間隙傳播時，降低能量，不足以引爆殼外的氣體。增安型e在正常運行時不會產生電弧，火花和危險高溫，在結構上再進一步采取保護措施，提高設備的安全性和可靠性。正壓型p保持內部保護氣

20、體的壓力高于周圍以免爆炸性混合物進入外殼或足量的保護氣體通過外殼，使內部的爆炸性混合物的濃度降至爆炸下限以下。本安型ia設備內部的電路在規(guī)定的條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產生的電火花和熱效應均不能點燃爆炸性混合物。ib是正常工作和施加一個故障條件下，不能引起點燃的本質安全型電氣設備共二十九頁防爆(fn bo)知識3、設備類別爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備分為：I類：煤礦井下用電氣設備；II類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備。4、氣體組別爆炸性氣體混合物的傳爆能力，標志著其爆炸危險(wixin)程度的高低，爆炸性混合物的傳爆能力越大，其危險(wixin)性越高。爆炸性混合物的傳爆能力可用

21、最大試驗安全間隙表示。同時，爆炸性氣體、液體蒸氣、薄霧被點燃的難易程度也標志著其爆炸危險(wixin)程度的高低，它用最小點燃電流比表示。II類隔爆型電氣設備或本質安全型電氣設備，按其適用于爆炸性氣體混合物的最大試驗安全間隙或最小點燃電流比，進一步分為IIA、IIB和IIC類。如下表所示 共二十九頁防爆(fn bo)知識工況類別氣體分類代表性氣體最小引爆火花能量礦井下 甲烷0.280mJ 礦井外的工廠A 丙烷0.180mJ B 乙烯0.060mJ C 氫氣0.019mJ 共二十九頁防爆(fn bo)知識5、溫度組別按國家標準GB38362000，II類防爆電氣設備根據(gnj)其最高表面溫度劃分為6組，標志為T1T6。（在環(huán)境溫度40時，當電氣設備故障狀態(tài)下產生的最高表面溫度） 溫度組安全的物體表面溫度引燃溫度T(） 常見爆炸性氣體T1 450 450T 氫氣、丙烯腈等46 種T2 3