有毒有害气体报警器的工作原理和使用维护

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。

气体检测仪

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 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,2006.


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