氣體檢測與監(jiān)控演示文稿

氣體檢測與監(jiān)控演示文稿當前第1頁\共有66頁\編于星期二\9點氣體檢測與監(jiān)控當前第2頁\共有66頁\編于星期二\9點第一節(jié)實驗室檢測與現(xiàn)場監(jiān)控第二節(jié)常用氣體傳感器響應原理第三節(jié)傳感器的選用第四節(jié)便攜式氣體檢測儀第五節(jié)固定式氣體檢測報警系統(tǒng)第六節(jié)傳感器設置與維護第七節(jié)泄漏追蹤檢測與事故應急監(jiān)控當前第3頁\共有66頁\編于星期二\9點第一節(jié)實驗室檢測與現(xiàn)場監(jiān)控實驗室檢測：是指用采樣器在作業(yè)現(xiàn)場采集氣體樣品，將采集的氣體樣品帶到實驗室，用實驗室檢測儀器對樣品進行檢測的方法。檢測的主要對象是作業(yè)場所空氣中對人體有毒有害的氣態(tài)物質(zhì)，如氣體和蒸汽

當前第4頁\共有66頁\編于星期二\9點第一節(jié)實驗室檢測與現(xiàn)場監(jiān)控現(xiàn)場監(jiān)控：一是對作業(yè)場所空氣中有害氣態(tài)物質(zhì)進行的監(jiān)督性檢測；二是用便攜式檢測儀或固定式檢測儀對特定場所進行的監(jiān)視性檢測。檢測對象包括有毒有害和可燃可爆氣態(tài)物質(zhì)。當前第5頁\共有66頁\編于星期二\9點一、常用的實驗室型檢測儀器

1、氣相色譜儀當前第6頁\共有66頁\編于星期二\9點

（1）氣相色譜分析法：是一種分離測定多組份混合物的方法。由分離和檢測兩部分構成，理化性質(zhì)（如沸點、極性、相對分子質(zhì)量等）只有微小差異的各組份得到有效地分離后，依次送入檢測器測定，達到分離、定量分析各組分的目的。分離過程是在固定相和流動相兩相之間進行的。用氣體作為流動相時，稱為氣相色譜法；用液體作為流動相時，稱為液相色譜法。

當前第7頁\共有66頁\編于星期二\9點

（2）氣相色譜儀流程示意圖：當前第8頁\共有66頁\編于星期二\9點

當前第9頁\共有66頁\編于星期二\9點當前第10頁\共有66頁\編于星期二\9點

（3）氣相色譜流出曲線：各組分由載氣攜帶著依次通過檢測器時，則檢測器依次對各組分產(chǎn)生響應，檢測器響應信號隨時間的變化曲線，稱為色譜流出曲線，通常稱為色譜圖。當前第11頁\共有66頁\編于星期二\9點

2、高效液相色譜儀LC3100高效液相色譜儀當前第12頁\共有66頁\編于星期二\9點當前第13頁\共有66頁\編于星期二\9點液相色譜法：以液體作流動相的色譜法稱為液相色譜法。分離效率高、分析速度快的液相色譜法稱為高效液相色譜（HPLC）

按分離機理歸類，離子對色譜和離子抑制色譜屬于分配色譜，因它們的分析對象都是離子型化合物，所以又常常將它們與離子交換色譜、離子排斥色譜一起統(tǒng)稱為離子色譜。當前第14頁\共有66頁\編于星期二\9點（1）分配色譜的方法原理將固定相液體包覆于惰性載體（基質(zhì)）上，基于樣品分子在固定相液體和流動相液體之間的分配平衡的色譜方法，稱為分配色譜。

由于固定相的液體往往容易溶解到流動相中去，所以重現(xiàn)性很差，已很少被人們采用?，F(xiàn)在HPLC的固定相是把固定液通過化學鍵合的方法結(jié)合到惰性載體上，制成化學鍵合型固定相，不僅解決了流失問題，而且分離效率顯著提高。當前第15頁\共有66頁\編于星期二\9點（2）儀器結(jié)構與原理當前第16頁\共有66頁\編于星期二\9點3、離子色譜法是利用離子交換原理，連續(xù)對共存多種陰離子或陽離子進行分離、定性和定量的方法。當前第17頁\共有66頁\編于星期二\9點（1）離子色譜分析流程圖當前第18頁\共有66頁\編于星期二\9點

（2）離子色譜圖當前第19頁\共有66頁\編于星期二\9點當前第20頁\共有66頁\編于星期二\9點二、氣體樣品采集1、采集空氣樣品的基本要求（1）應滿足工作場所有害物質(zhì)職業(yè)接觸限值對采樣的要求。（2）應滿足職業(yè)衛(wèi)生評價對采樣的要求。（3）應滿足工作場所環(huán)境條件對采樣的要求。（4）在采樣的同時應作對照試驗，即將空氣收集器帶至采樣點，除不連接空氣采樣器采集空氣樣品外，其余操作如同樣品采集，作為樣品的空白對照。當前第21頁\共有66頁\編于星期二\9點（5）采樣時應避免有害物質(zhì)直接飛濺入空氣收集器內(nèi)；空氣收集器的進氣口應避免被衣物等阻隔。用無泵型采樣器采樣時應避免風扇等直吹。（6）在易燃、易爆工作場所采樣時，應采用防爆型空氣采樣器。（7）采樣過程中應保持采樣流量穩(wěn)定。長時間采樣時應記錄采樣前后的流量，計算時用流量均值。當前第22頁\共有66頁\編于星期二\9點（8）工作場所溫度、壓力與標準值偏差大時，應對溫度和壓力進行校正，將采樣體積校正到標準狀態(tài)下的體積。（9）在樣品的采集、運輸和保存的過程中，應注意防止樣品的污染。（10）采樣時，采樣人員應注意個體防護。（11）采樣時，應在專用的采樣記錄表上，邊采樣邊記錄。當前第23頁\共有66頁\編于星期二\9點2、氣態(tài)樣品的采集方法（1）直接采樣法：對現(xiàn)場采集的氣體樣品不進行任何處理，用注射器、采樣袋等直接取回的方法稱為直接采樣法。適用于被測物質(zhì)濃度高的情況（2）濃縮采樣法：是指對被測物質(zhì)進行濃縮或富集的方法，是目前采用最多的方法。分為溶液吸收法、吸附劑填充管法、固定點采樣法和個體計量采樣法。當前第24頁\共有66頁\編于星期二\9點三、氣體檢測方法（1）氣相色譜法（2）紫外光譜法（3）紅外氣體吸收法（4）定電位電解法（5）原子吸收光譜間接法

注意：在實際的安全檢測工作中，要使檢測結(jié)果具有可比性、權威性，應盡量采用國家發(fā)布的標準檢測方法。當前第25頁\共有66頁\編于星期二\9點第二節(jié)常用氣體傳感器響應原理傳感器：在各類報警檢測儀器中，將被測氣體的濃度信號轉(zhuǎn)化成電信號的組成部分稱為傳感器，它是檢測系統(tǒng)的核心部分。

當前第26頁\共有66頁\編于星期二\9點傳感器分類：1、從檢測對象角度（1）可燃氣體檢測器（2）有毒氣體檢測器2、從檢測器的響應原理（1）接觸燃燒式檢測器（2）氣敏半導體式檢測器（3）電化學式檢測器（4）紅外吸收式檢測器（5）光致離子化檢測器（6）高分子氣體檢測器當前第27頁\共有66頁\編于星期二\9點3、從檢測器采樣的方式（1）吸氣式：利用泵吸作用將被測氣體吸入，流經(jīng)產(chǎn)生信號的部位，通常靈敏度較高，響應時間較短；（2）擴散式：利用濃度差的推動力，被測組分通過擴散進入到產(chǎn)生信號的部位處，響應速度受擴散速度的制約，一般響應時間稍微長些。固定式檢測報警系統(tǒng)多數(shù)采用。當前第28頁\共有66頁\編于星期二\9點便攜式固定式當前第29頁\共有66頁\編于星期二\9點擴散式檢測器當前第30頁\共有66頁\編于星期二\9點泵吸式檢測器當前第31頁\共有66頁\編于星期二\9點一、光離子化檢測儀當前第32頁\共有66頁\編于星期二\9點檢測原理圖當前第33頁\共有66頁\編于星期二\9點二、接觸燃燒式檢測器分為兩種：（1）直接接觸燃燒式檢測器（2）催化接觸燃燒式檢測器兩種檢測器實現(xiàn)濃度信號和電信號轉(zhuǎn)換的過程都是在惠斯頓平衡電橋上完成的，因其響應過程都與熱敏電阻溫度有關，所以又稱為熱學式檢測器。當前第34頁\共有66頁\編于星期二\9點1、接觸燃燒式檢測器原理圖當前第35頁\共有66頁\編于星期二\9點檢測原理：（1）無可燃性氣體時，電橋平衡無信號輸出（2）有可燃性氣體時，通電后電流加熱測量電阻，達到燃點就燃燒，釋放出的熱量加熱測量電阻，使其溫度升高，阻值增大，電橋偏離平衡狀態(tài)，電橋輸出電信號，電信號的大小與可燃氣體的濃度成正比。當前第36頁\共有66頁\編于星期二\9點三、半導體氣敏檢測器當前第37頁\共有66頁\編于星期二\9點當前第38頁\共有66頁\編于星期二\9點當前第39頁\共有66頁\編于星期二\9點

1、氣敏原件：主要由金屬氧化物或高分子半導體材料制成，氣敏元件接觸待測氣體時，其電阻或?qū)щ娦园l(fā)生改變，其變化值與氣體濃度相關。2、半導體氣敏檢測器分類（1）按基體材料分為：金屬氧化物系、有機高分子半導體系、固體電解質(zhì)系；（2）按制作方法和結(jié)構形式分為：燒結(jié)型、薄膜型、厚膜型等；（3）按產(chǎn)生信號的機理分為：電阻型、電容型、二極管特性型、晶體管特性型、頻率型等。當前第40頁\共有66頁\編于星期二\9點3、電阻型半導體氣敏檢測器響應原理測定時，半導體氣敏元件被加熱到某一穩(wěn)定狀態(tài)，氣體接觸氣敏元件表面被物理吸附，失去其運動動能，其中一部分分子蒸發(fā)，剩下的分子被吸附在固定處，同時發(fā)生電子轉(zhuǎn)移。如果氣敏元件的功函數(shù)小于吸附分子的電子親和力時，被吸附的分子將從氣敏元件奪取電子，分子帶有負電荷，此種吸附稱為負離子吸附；相反，稱為正離子吸附。自由電子或空穴的減少，使阻值發(fā)生變化，濃度與阻值的變化成正比。當前第41頁\共有66頁\編于星期二\9點四、定電位電解式檢測器五、紅外吸收式檢測器六、迦伐尼電池式檢測器七、隔膜電極式檢測器當前第42頁\共有66頁\編于星期二\9點第三節(jié)傳感器的選用一、危險氣體的分類1、易燃易爆氣體：與空氣混合并達到一定濃度后就形成爆炸性混合氣體，如液化石油氣、天然氣、氫氣、一氧化碳等；2、有毒有害氣體：濃度超過某一閾值（或限制）就會對人造成中毒傷害，如氯氣、硫化氫、氰化氫、一氧化碳、氨氣、二氧化氮等。當前第43頁\共有66頁\編于星期二\9點二、不同類型氣體對檢測器的要求1、單純易燃易爆氣體：設置檢測報警器的目的是防止達到爆炸極限濃度，所用檢測器的測定范圍是從0到爆炸下限（LEL）濃度，一般用0~100%LEL表示。因此，常常把可燃氣體檢測器稱為LEL檢測器。不同種類可燃氣體的LEL值不同，常見可燃氣體的爆炸極限見表3-4。（P-114）當前第44頁\共有66頁\編于星期二\9點2、報警值設定

可燃氣體的報警濃度并不是設定在LEL值，而是遠低于LEL值。一般設有一級報警和二級報警，一級報警設定值小于或等于25%LEL；二級報警設定值小于或等于50%LEL。一級報警屬于預報警，要確定泄漏點，采取控制措施，制止泄漏，或通風換氣；二級報警屬于危險報警。當前第45頁\共有66頁\編于星期二\9點3、有毒氣體檢測器要求

有毒氣體的危害主要在于對作業(yè)場所的人員造成中毒傷害，所以檢測有毒氣體的檢測器，其檢測濃度要滿足職業(yè)危害因素接觸限制的要求，保證人員不受職業(yè)傷害。

接觸限制分為3種：（1）最高容許濃度：是指任何有代表性的采樣測定均不得超過的濃度；當前第46頁\共有66頁\編于星期二\9點（2）時間加權平均容許濃度：是按8h工作日的時間加權平均濃度規(guī)定的容許濃度；

（3）短時間接觸容許濃度：是指每次接觸時間不得超過15min的時間加權平均容許濃度，每天接觸不超過4次，且前后兩次接觸至少要間隔60min，同時當日的時間加權平均容許濃度也不得超過。幾種常見氣體的閾限值見表3-5.（P-117）當前第47頁\共有66頁\編于星期二\9點三、檢測器的選用（1）確定要檢測氣體的種類；（2）明確檢測的目的；（3）了解各類檢測器的性能特點；（4）了解檢測器所處環(huán)境情況；（5）確定所用檢測器的種類；（6）確定檢測器的生產(chǎn)廠家。當前第48頁\共有66頁\編于星期二\9點第四節(jié)便攜式氣體檢測儀一、便攜式檢測儀指手持式或袖珍型檢測儀器。都能在現(xiàn)場使用，并實時顯示檢測結(jié)果。當前第49頁\共有66頁\編于星期二\9點1、便攜式檢測儀作用（1）現(xiàn)場直接指示可燃有毒氣體的濃度，判別作業(yè)場所是否存在爆炸、急性中毒的可能性，保證工人的安全和健康；（2）對能造成慢性中毒而不易察覺的有害物質(zhì)，進行連續(xù)快速測定，檢測作業(yè)場所是否超過最高容許濃度；（3）對嚴重危害生命的有毒有害氣體，進行連續(xù)監(jiān)控和自動報警。如一氧化碳、硫化氫等；（4）確認有無泄漏，并追蹤泄漏源。當前第50頁\共有66頁\編于星期二\9點2、氣體檢測儀分類（1）主要用于檢測可燃氣體或蒸氣：檢測的濃度范圍是0~100%LEL，指示值直接反映出與爆炸極限下限的接近程度，有時將此類檢測儀稱為測爆儀。（2）主要用于檢測有毒氣體：檢測的濃度相對較低，主要用于職業(yè)危害水平檢測。（3）復合式檢測儀：既能檢測可燃氣體，也能檢測有毒氣體。這種類型的檢測儀器適用范圍廣泛，如能同時測定CH4、CO、H2S儀器。（4）氧氣濃度檢測儀，用于受限空間場所檢測。當前第51頁\共有66頁\編于星期二\9點二、受限作業(yè)空間氣體檢測1、受限作業(yè)空間（有限作業(yè)空間）反應罐、儲料罐、容器、下水道或其它地下管道、地下設施、密閉糧倉、罐車、船運貨艙、隧道等密閉或相對密閉的空間。

當前第52頁\共有66頁\編于星期二\9點

2、氣體檢測規(guī)定（1）人員進入之前必須進行檢測，檢測時間不能少于30min；（2）檢測儀必須內(nèi)置氣泵，通過采樣頭和導氣管把氣體吸進檢測儀；

（3）由于氣體分布的不均勻性，必須對空間內(nèi)上、中、下三個不同高度分別檢測；（4）人員進入受限空間后，還要對空間的氣體成分進行連續(xù)不斷地檢測。當前第53頁\共有66頁\編于星期二\9點三、復合式檢測儀

1、定義：為了擴展檢測儀的適用范圍，提高使用效率，把幾種傳感器集中在一個檢測儀中就是復合式檢測儀。2、儀器型號（1）PGM-7800型手持式五合一氣體檢測器（2）GASAlertMax型四種氣體檢測儀（3）PGM-50超小型復合式氣體檢測儀（4）MiniWarnⅡ智能型多種氣體檢測器

當前第54頁\共有66頁\編于星期二\9點當前第55頁\共有66頁\編于星期二\9點第五節(jié)固定式氣體檢測報警系統(tǒng)一、氣體檢測報警系統(tǒng)的構成1、組成：傳感器、信號處理、控制器、數(shù)字顯示、聲光報警等組成，如果具有監(jiān)控功能，還應有與外控開關連接的信號輸出部分。2、分類（1）系統(tǒng)由檢測器和報警器組成：當氣體濃度達到報警濃度時，發(fā)出報警信號，但不能指示濃度的具體數(shù)值。（2）系統(tǒng)由檢測器和指示報警器組成：不僅能發(fā)出報警信號，還能隨時指示出氣體濃度值。當前第56頁\共有66頁\編于星期二\9點二、智能型檢測報警系統(tǒng)1、組成：將氣體傳感器陣列與計算機相結(jié)合，組成智能氣體探測系統(tǒng)。（1）智能氣體傳感器由氣敏陣列、信號處理系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)組成。利用神經(jīng)網(wǎng)絡模式識別技術對混合氣體進行氣體識別和濃度監(jiān)控。（2）計算機輸入常見有毒、有害、易燃氣體的種類和性質(zhì)，并輸入事故處置預案。當前第57頁\共有66頁\編于星期二\9點2、工作程序當泄漏事故發(fā)生后，智能氣體探測系統(tǒng)將按下面程序工作：進入現(xiàn)場吸附氣體樣品氣敏元件產(chǎn)生信號計算機識別信號計算機輸出氣體種類、性質(zhì)、毒性及處置方案。

當前第58頁\共有66頁\編于星期二\9點第六節(jié)傳感器設置與維護一、檢測點的確定1、基本原則盡快盡早地檢測到泄漏的氣體，所以檢測點要靠近可能的泄漏源，并處于氣體擴散的主要方向。既要考慮投資的合理性和可接受程度，更要考慮投資的切實效果，以確保安全生產(chǎn)。當前第59頁\共有66頁\編于星期二\9點2、易發(fā)生泄漏地點

（1）氣體壓縮機和液體泵的密封處；（2）液體和氣體采樣口；（3）液體排液（或排水）口和放空口；（4）設備和管道的法蘭和閥門組等。因此，這些部位都應布置檢測點，這些部位的共同點是具有壓力且為連接部位。當前第60頁\共有66頁\編于星期二\9點3、《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范》規(guī)定：

（1）當檢測點位于釋放源的全年最小頻率風向的上風側(cè)時，可燃氣體檢測點與釋放源的距離不宜大于15m，有毒氣體檢測點與釋放源的距離不宜大于2m；（2）當檢測點位于釋放源的全年最小頻率風向的下風側(cè)時，可燃氣體檢測點與釋放源的距離不宜大于5m，有毒氣體檢測點與釋放源的距離不宜大于1m；當前第61頁\共有66頁\編于星期二\9點

（3）當可燃氣體釋放源處于封閉或局部通風不良的半敞開廠房內(nèi)時，每隔15m設置一個檢測器，且檢測器距離其所覆蓋范圍內(nèi)的任何一個釋放源都不宜大于7.5m，有