论文部分内容阅读
摘要：有毒有害气体报警器是石化企业用于现场安全检测的计量器具，是安全生产的重要保证，是保障人员生命财产安全的有力工具，必须掌握其工作原理以及定期校准和检测维护，才能确保气体检测报警器的正常运转，做到防患于未然。本文介绍了有毒有害气体报警器的分类及其工作原理以及报警器在日常检定维护和使用中的注意事项，以供读者参考。
关键词：有毒有害气体;工作原理;使用维护
1有毒有害气体报警器的分类
有毒有害气体报警器是对作业环境中所测气体爆炸下限以内浓度进行报警和测定的仪器。按使用方式可分为便携式、可移动式、固定式等。按工作原理可分为定电位电解型、气敏电极型、半导体型、化学发光型。按检测介质可分为硫化氢报警器、氰化氢报警器、氯气报警器、一氧化碳报警器、丙烯腈报警器、环氧乙烷报警器、氯乙烯报警器等。
2常见有毒有害气体报警器工作原理
2.1定电位电解型有毒性气体报警器的工作原理
定电位电解型有毒性气体报警器采用电解分析法工作，被测气体通过渗透膜扩散到测量电极表面，在测量电极上发生氧化（或还原）反应，同时在对电极上发生还原（或氧化）反应，氧化还原反应产生的电流与被测气体的浓度成正比。
2.2气敏电极型有毒性气体报警器的工作原理
气敏电极型有毒性气体检测器采用电位分析法工作。电位分析法是以测定电池两电极间电位差或电位差的变化为基础的分析方法;气敏电极由憎水性气透膜、内电解液、指示电极和参比电极组成，可测量气体组分的浓度。被测气体通过气透膜与内电解液作用，引起电解液中离子活度的变化，由对该离子敏感的指示电极测出，转而得出被测气体的浓度。测量电池由被测溶液、指示电极、参比电极组成。指示电极使用的多数是离子选择电极。被测溶液中的某种离子在该种离子选择电极表面发生反应，在电极上产生电位（电势），这种电位的数值随离子浓度的变化而变化。为了测定离子选择电极的电位，将一根有固定电位的参比电极插于同一溶液中，参比电极中的电解质（盐溶液）通过微孔膜与被测溶液接触，外接测量电路后，形成闭合回路，由电池的电动势，可计算出离子选择电极的电位。
2.3半导体型有毒性气体报警器的工作原理
半导体气敏元件在吸附气体组分后可改变其载流子数目和阻抗，由此可检测气体组分含量。当有毒气体通过气敏元件的表面时，被金属氧化物所吸附，其电阻值随被测气体浓度的变化而变化，从而使电桥失去平衡，输出和被测气体浓度成比例的不平衡电压。此电压经过放大后，驱动报警电路输出报警、指示信号，也可以通过仪表加以显示。
2.4化学发光型有毒性气体报警器的工作原理
化学发光是指化合物吸收化学能后，被激发到激发态，再由激发态返回至基态时，以光量子的形式释放能量。测量发光强度对物质进行分析测定的方法称为化学发光法。
2.5常见有毒有害气体报警器的类型
根据被测气体具体特性和检测器适用范围，硫化氢报警器、一氧化碳报警器可选用定电位电解型或半导体型检测器;氯气报警器可选用气敏电极型、定电位电解型或半导体型检测器;氰化氢报警器可选用定电位电解型、气敏电极型检测器 ;环氧乙烷报警器、丙烯腈报警器可选用半导体型检测器;氯乙烯报警器可选用化学发光型或半导体型检测器;氨气报警器可选用气敏电极型、定电位电解型或半导体型检测器。
3常见有毒有害气体报警器的使用维护
3.1检定和定期校验
有毒有害气体报警器在初装之后应及时向国家授权的有资质的技术检定机构申请检定，在检定合格后才能投入使用。石化企业的有毒有害气体报警器除按计量法要求实施检定外，定期进行使用中检验也是必不可少的，以便及时掌握报警器的运行情况，一般规定检定周期不应超过1a，每3个月检查标定一次零点和量程。
3.2標准气体流量设置
在确定了参考气体后，气体流量设置成为气体报警检测的关键问题，气体流量设置的大小对验证结果有一定的影响。之中来测量气体浓度在一个真实的工作环境，工作环境或工作环境的压力，大气压力，不论采样仪器或泵吸入过多或过小流量传感器是否已改变工作环境条件（例如，外部压力，），以便使该设备。在实际验证过程中，应严格遵守仪器说明书中规定的流量，如果仪器说明书中没有明确规定，则漫射采样仪器的流量一般设置为（200±50）mL/min 左右;对于泵送取样仪器，应将流量从旁路流量计移至流量调节器。
3.3响应时间的测定
响应时间的一个重要指标是气体报警器探测和响应时间太长，可能导致错误的实测值与计算设备的使用过程中，甚至有一个无动于衷的反应，从而会造成安全问题。在采样仪器漫反射、有必要的核查过程中，安装传感器探头通风引擎盖上，那些通常配有离开工厂，专门的引擎盖传感器探头的大小相对应的、符合设计要求。在确定响应时间之前，参考气体应由通风柜填充，以确保响应时间的准确性;对于抽水取样装置，在保证适当调节流量的条件下进行测定就足够了。
3.4被检仪器的报警点的确定
当前的电流报警装置在仪表的设置和数字设置方面有两种类型：一种是通过将电位器设置为零、全量程设置和报警点设置来修改电信号;另一种方法是将数字信息通过键盘输入设备，并通过设备内的集成电路模块将数字信号转换为电信号。对于第一种类型，可以根据仪器的报警设置仪器的零电位器，以确定报警浓度;对于第二种设备，可以通过面板询问设备报警点的设置。
3.5使用与维护
（1）有毒有害气体报警器的安装必须在符合国家和行业有关法律和规范下选择安装点，检测器无论室内室外安装都必须安装防雨罩。检测器一般情况下应垂直安装，使传感器向下，避开热源安装在可能发生泄漏点附近，选择无振动、无阳光
直射的地方，并避免溅水、溅油和机械损伤等外部的不良影响。现场传感器探头一定要加装防雨防尘罩，并且变送器部分不得进水，如意外进水，则要立即停止使用。
（2）使用前要将零点调整到位，检查一下报警系统是否正常。如果是吸入式报警器，首先按说明书检查管路是否泄漏或堵塞。高低温气体应缓冲到传感器工作温度范围内再进行检测。不可将管路内过滤器随意省掉，如果吸入流量明显下降，应及时更换过滤器（或膜）。探杆一旦有液体进入，可以用干燥箱或大流量气泵吹干，干净的抹布擦掉油污，在污水井等有液体的区域采样最好采用浮漂，使采样口始终位于液面之上。
（3）每周按动一次实验按钮，检查指示、报警系统是否正常，如怀疑仪器不正常，则可随时按动一下实验按钮。
（4）要经常检查电缆保护管、电缆与变送器接头部分是否牢固可靠。
参考文献
[1]王森，符青灵.仪表工试题集-在线分析仪表分册 [M].北京：化学工业出版社，2016
关键词：有毒有害气体;工作原理;使用维护
1有毒有害气体报警器的分类
有毒有害气体报警器是对作业环境中所测气体爆炸下限以内浓度进行报警和测定的仪器。按使用方式可分为便携式、可移动式、固定式等。按工作原理可分为定电位电解型、气敏电极型、半导体型、化学发光型。按检测介质可分为硫化氢报警器、氰化氢报警器、氯气报警器、一氧化碳报警器、丙烯腈报警器、环氧乙烷报警器、氯乙烯报警器等。
2常见有毒有害气体报警器工作原理
2.1定电位电解型有毒性气体报警器的工作原理
定电位电解型有毒性气体报警器采用电解分析法工作，被测气体通过渗透膜扩散到测量电极表面，在测量电极上发生氧化（或还原）反应，同时在对电极上发生还原（或氧化）反应，氧化还原反应产生的电流与被测气体的浓度成正比。
2.2气敏电极型有毒性气体报警器的工作原理
气敏电极型有毒性气体检测器采用电位分析法工作。电位分析法是以测定电池两电极间电位差或电位差的变化为基础的分析方法;气敏电极由憎水性气透膜、内电解液、指示电极和参比电极组成，可测量气体组分的浓度。被测气体通过气透膜与内电解液作用，引起电解液中离子活度的变化，由对该离子敏感的指示电极测出，转而得出被测气体的浓度。测量电池由被测溶液、指示电极、参比电极组成。指示电极使用的多数是离子选择电极。被测溶液中的某种离子在该种离子选择电极表面发生反应，在电极上产生电位（电势），这种电位的数值随离子浓度的变化而变化。为了测定离子选择电极的电位，将一根有固定电位的参比电极插于同一溶液中，参比电极中的电解质（盐溶液）通过微孔膜与被测溶液接触，外接测量电路后，形成闭合回路，由电池的电动势，可计算出离子选择电极的电位。
2.3半导体型有毒性气体报警器的工作原理
半导体气敏元件在吸附气体组分后可改变其载流子数目和阻抗，由此可检测气体组分含量。当有毒气体通过气敏元件的表面时，被金属氧化物所吸附，其电阻值随被测气体浓度的变化而变化，从而使电桥失去平衡，输出和被测气体浓度成比例的不平衡电压。此电压经过放大后，驱动报警电路输出报警、指示信号，也可以通过仪表加以显示。
2.4化学发光型有毒性气体报警器的工作原理
化学发光是指化合物吸收化学能后，被激发到激发态，再由激发态返回至基态时，以光量子的形式释放能量。测量发光强度对物质进行分析测定的方法称为化学发光法。
2.5常见有毒有害气体报警器的类型
根据被测气体具体特性和检测器适用范围，硫化氢报警器、一氧化碳报警器可选用定电位电解型或半导体型检测器;氯气报警器可选用气敏电极型、定电位电解型或半导体型检测器;氰化氢报警器可选用定电位电解型、气敏电极型检测器 ;环氧乙烷报警器、丙烯腈报警器可选用半导体型检测器;氯乙烯报警器可选用化学发光型或半导体型检测器;氨气报警器可选用气敏电极型、定电位电解型或半导体型检测器。
3常见有毒有害气体报警器的使用维护
3.1检定和定期校验
有毒有害气体报警器在初装之后应及时向国家授权的有资质的技术检定机构申请检定，在检定合格后才能投入使用。石化企业的有毒有害气体报警器除按计量法要求实施检定外，定期进行使用中检验也是必不可少的，以便及时掌握报警器的运行情况，一般规定检定周期不应超过1a，每3个月检查标定一次零点和量程。
3.2標准气体流量设置
在确定了参考气体后，气体流量设置成为气体报警检测的关键问题，气体流量设置的大小对验证结果有一定的影响。之中来测量气体浓度在一个真实的工作环境，工作环境或工作环境的压力，大气压力，不论采样仪器或泵吸入过多或过小流量传感器是否已改变工作环境条件（例如，外部压力，），以便使该设备。在实际验证过程中，应严格遵守仪器说明书中规定的流量，如果仪器说明书中没有明确规定，则漫射采样仪器的流量一般设置为（200±50）mL/min 左右;对于泵送取样仪器，应将流量从旁路流量计移至流量调节器。
3.3响应时间的测定
响应时间的一个重要指标是气体报警器探测和响应时间太长，可能导致错误的实测值与计算设备的使用过程中，甚至有一个无动于衷的反应，从而会造成安全问题。在采样仪器漫反射、有必要的核查过程中，安装传感器探头通风引擎盖上，那些通常配有离开工厂，专门的引擎盖传感器探头的大小相对应的、符合设计要求。在确定响应时间之前，参考气体应由通风柜填充，以确保响应时间的准确性;对于抽水取样装置，在保证适当调节流量的条件下进行测定就足够了。
3.4被检仪器的报警点的确定
当前的电流报警装置在仪表的设置和数字设置方面有两种类型：一种是通过将电位器设置为零、全量程设置和报警点设置来修改电信号;另一种方法是将数字信息通过键盘输入设备，并通过设备内的集成电路模块将数字信号转换为电信号。对于第一种类型，可以根据仪器的报警设置仪器的零电位器，以确定报警浓度;对于第二种设备，可以通过面板询问设备报警点的设置。
3.5使用与维护
（1）有毒有害气体报警器的安装必须在符合国家和行业有关法律和规范下选择安装点，检测器无论室内室外安装都必须安装防雨罩。检测器一般情况下应垂直安装，使传感器向下，避开热源安装在可能发生泄漏点附近，选择无振动、无阳光
直射的地方，并避免溅水、溅油和机械损伤等外部的不良影响。现场传感器探头一定要加装防雨防尘罩，并且变送器部分不得进水，如意外进水，则要立即停止使用。
（2）使用前要将零点调整到位，检查一下报警系统是否正常。如果是吸入式报警器，首先按说明书检查管路是否泄漏或堵塞。高低温气体应缓冲到传感器工作温度范围内再进行检测。不可将管路内过滤器随意省掉，如果吸入流量明显下降，应及时更换过滤器（或膜）。探杆一旦有液体进入，可以用干燥箱或大流量气泵吹干，干净的抹布擦掉油污，在污水井等有液体的区域采样最好采用浮漂，使采样口始终位于液面之上。
（3）每周按动一次实验按钮，检查指示、报警系统是否正常，如怀疑仪器不正常，则可随时按动一下实验按钮。
（4）要经常检查电缆保护管、电缆与变送器接头部分是否牢固可靠。
参考文献
[1]王森，符青灵.仪表工试题集-在线分析仪表分册 [M].北京：化学工业出版社，2016