氣體檢測基礎知識

多年來，氣體檢測的發(fā)展變化很大。便攜式監(jiān)測設備的創(chuàng)新理念為工人提供了持續(xù)準確的氣體監(jiān)測。氣體檢測設備可細分為使用傳感器和氣路技術的氣體監(jiān)測、通知人員或設備采取任何必要行動的用戶界面，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考慮因素--通信和記錄技術。

傳感器類型

光離子化檢測 (PID)

PID 技術通常被認為是監(jiān)測有毒揮發(fā)性有機化合物暴露水平的技術。傳感器包括一盞燈，作為高能紫外線（UV）光源。紫外線的能量會激發(fā)帶中性電荷的 VOC（揮發(fā)性有機化合物）分子，使其失去一個電子而帶電。傳感器內的兩個帶電板之間就會產生電流，氣體濃度與電流成正比。

電化學

電化學傳感器測量的氣體從電池表面的小孔進入，通過聚四氟乙烯濕氣和油過濾器，再通過電化學溶液進入電極。傳感器的量程和靈敏度可通過使用不同尺寸的孔來改變，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。測量的氣體類型可通過選擇電極材料、選擇電解質來確定，有時還可使用過濾器來阻擋不需要的氣體類型。

催化珠（橢偏器）

珀爾晶體管傳感器由兩個匹配的導線線圈組成，每個線圈都包裹著陶瓷珠。電流通過電阻線圈，將其加熱到大約 230?C。其中一個瓷珠含有催化劑材料，因此當空氣和可燃氣體的混合物進入傳感器時，會與瓷珠接觸，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“參考”珠之間產生溫差。 溫差會導致電阻值的變化，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)領域，包括石油鉆井平臺、煉油廠以及礦井和隧道等地下建筑環(huán)境。

紅外線傳感器

傳感器內的紅外線發(fā)射器分別產生紅外線光束。每束光都會穿過大氣樣本，并由光電接收器進行測量。頻率約為3.3μm的 “測量 ”光束會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，光束強度就會降低。參考 "光束（通常在 3.0μm 左右）不會被氣體吸收，因此會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型，并可同時識別超過 15 種特征可燃氣體。直到最近，任何需要監(jiān)測可燃氣體的人都必須選擇一種傳統的可燃氣體檢測儀，其中包含一個針對特定氣體進行校準的珀爾電阻傳感器，或者包含一個紅外（IR）傳感器，該傳感器的輸出也會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常進行碰撞測試，以確保它們沒有受到含有永久性毒物（稱為“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，傳感器必須經常更換，這在成本、停機時間和產品可用性方面都很昂貴。紅外技術無法檢測到氫氣，因為氫氣沒有紅外特征，而且紅外和蕊管檢測器有時會偶然檢測到其他氣體（即未經校準的氣體），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。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。

檢測類型

固定式

固定式氣體檢測儀是安裝在一個位置的永久性裝置。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、建筑物或設施有風險的任何地方，可以檢測到緩慢積累或重大泄漏，從而對特定來源的氣體泄漏發(fā)出早期或自動警告。它們通常被設置為觸發(fā)其他安全措施，因此一旦檢測到問題，就能自動打開通風口、啟動風扇、關閉閥門甚至關閉流程。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(zhí)行措施。它們還可以觸發(fā)警報，開始疏散。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包含了區(qū)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(qū)域，但如果安裝適當，也可安裝在危險區(qū)域?？刂泼姘迮c氣體檢測傳感器頭或變送器進行通信，并可聯網到一個中心點，以便遠程監(jiān)控多個控制面板/系統。與固定式氣體檢測儀進行通信有多種方法。常見的是模擬通信，但對數字和無線通信的需求也在不斷增長。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所的逗留時間，從而降低人員風險。

便攜式

便攜式氣體檢測儀是一種個人防護設備，可持續(xù)監(jiān)測用戶的呼吸區(qū)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，佩戴起來不顯眼。它們有時也用于在人員進入密閉空間（如已知氣體風險類型的儲罐）之前對其進行檢查。便攜式氣體檢測儀用于近距離監(jiān)測，通常不適合對較大空間進行長期持續(xù)監(jiān)測。便攜式氣體檢測儀是保護工人個人安全的最安全的方法。

便攜式氣體檢測儀可存儲整個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戶網站，從而帶來許多好處，如提高運營效率和安全合規(guī)性，以及提供一個強大而靈活的機制來提供有價值的可操作見解。數據解決方案為各種規(guī)模的便攜式車隊提供了切實的好處，無論氣體檢測儀是在現場使用，還是在場外使用，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，每個用戶都須接受過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，用戶須自行采取行動，以減輕對自己或他人造成的風險。