有毒有害气体检测仪的分类和原理

时间：2020-07-02

作者：济南辰典电子有限公司

有毒有害气体检测仪的分类和原理：

气体检测仪的关键部件是气体传感器。气体传感器从原理上可以分为三大类：

A）利用物理化学性质的气体传感器：如半导体式（表面控制型、体积控制型、表面电位型）、催化燃烧式、固体热导式等。

B）利用物理性质的气体传感器：如热传导式、光干涉式、红外吸收式等。

C）利用电化学性质的气体传感器：如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等。

根据危害，我们将有毒有害气体分为可燃气体和有毒气体两大类。由于它们性质和危害不同，其检测手段也有所不同。可燃气体是石油化工等工业场合遇到较多的危险气体，它主要是烷烃等**气体和某些无机气体：如一氧化碳等。

可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件，那就是：一定浓度的可燃气体，一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源，这就是爆炸三要素（如上左图所示的爆炸三角形），缺一不可，也就是说，缺少其中任何一个条件都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，遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。我们把可燃气体遇火源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限，一般用%表示。实际上，这种混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸而要有一个浓度范围。如上右图所示的阴影部分。当可燃气体浓度低于LEL（较低爆炸限度）时（可燃气体浓度不足）和其浓度**UEL（较高爆炸限度）时（氧气不足）都不会发生爆炸。不同的可燃气体的LEL和UEL都各不相同（参见*八期的介绍），这一点在标定仪器时要十分注意。为安全起见，一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出警报，这里，10%LEL称。作警告警报，而20%LEL称作危险警报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。需要说明的是，LEL检测仪上显示的**不是可燃气体的浓度达到气体体积的**，而是达到了LEL的**，即相当于可燃气体的较低爆炸下限，如果是甲烷，**LEL=4%体积浓度（VOL）.在工作中，以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式检测仪。它的原理是一个双路电桥（一般称作惠斯通电桥）检测单元。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质，不论何种易燃气体，只要它能够被电极引燃，铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变，这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例，通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。

工业用固定式气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制，探测器安装于气体较易泄露的地点，其核心部件为内置的气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或**过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。

便携式气体检测仪为手持式，工作人员可随身携带，检测不同地点的气体浓度，便携式气体检测仪集控制器，探测器于一体，小巧灵活。与固定式气体报警器相比主要区别是便携式气体检测仪不能外联其他设备。

购买有毒有害气体报警器之前首先应该注意的因素：

1、响应时间

1)响应时间:指从气体报警器被触发到系统显示探测气体的时间间隔。它是度量报警系统功能的较基本的指标。一个报警器必须具有探测能力，并能及时地将探测结果用适当的方式显示出来。

2)报警响应:从报警器现场报警至控制中心显示报警状态时间间隔。它包括报警器的延时、通信的建立时间及控制系统设备的(一般是声、光显示)的延时等。

3)报警确认时间:从气体报警器现场感应至控制中心确认报警为真实的时间间隔。它包括报警响应和复核过程所用的时间，如现场监听、远程接收时间等。这一过程还可包括控制系统向上级报警中心发出报警及相关信息量所用的通信时间。另外，联动装置的启动时间也可以看作是响应时间。如从探测器现场报警到控制联动装置(如关闭电磁阀切断气源，及开启排气扇等)的时间间隔。通常报警响应都很短。所以，在具体检验时，以测量报警确认时间或系统响应为宜。

2、探测区与探测灵敏度安防系统通常把探测区和探测灵敏度作为对报警探测的评价指标，这是它不同于PPS之处。

1)探测灵敏度:气体报警器在安装现场对气体泄漏的感应能力，通常以不同气体的不同报警浓度的爆炸下限的25%以下。燃气报警器采用的半导体常温型传感器，与以往的接触燃烧式传感器相比，它较**的特点是*加热，因此该元件具有灵敏度高、响应快、功耗小、寿命长等优点，应用前景更广泛。在实际检测时以上两者要结合起来做。检测人员可以采用打火机放气测试法，来检验报警器是否能达到气体泄漏监测，测试要进行多次。

2)探测区:安防系统设计的一定范围，当气体在此范围达到报警浓度时，探测器及时侦测，发出报警信号。

3、气体报警器的安装环境要保证探测器能稳定可靠地工作，对其安装环境必须有一定的要求，在安装时一定要采用适当的方法来回避和消除环境产生的干扰因素。

1)采用壁挂式安装。安装前应先确定可燃气体与空气的比重，将可燃气体报警器安装在距气源半径1.5米以内合适位置。比空气轻的气体，安装在距离天花板30cm处;比空气重的气体，安装在距离地板30cm处。家庭建筑物内部空间高度一般为2.6米。人工煤气—比空气轻，飘浮在高处;天然气—比空气轻，飘浮在高处;液化石油气—比空气重，沉积在低处。

2)无干扰避免安装在潮湿处或油烟龙尘集中的地方，喷洒油漆、酒精等挥发性化学药剂等，以免引起气体报警器误报。

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