安全檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，人類在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都會(huì)不可避免地排放各類氣體，如汽車尾氣(CO、SOx等)的排放、新裝修的房屋內(nèi)甲醛等VOC氣體的溢出、工業(yè)生產(chǎn)中SO2、O3等氣體的排放。這些氣體會(huì)引發(fā)各種問(wèn)題，甚至災(zāi)害和事故。前言12從居民廚房的天然氣泄漏預(yù)警、大氣溫室氣體的監(jiān)測(cè)，再到大型工廠的工業(yè)用氣泄漏偵測(cè)，各種有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)也顯得尤為重要。因此，氣體的監(jiān)測(cè)可以為氣體污染做出預(yù)警，避免經(jīng)濟(jì)損失，甚至挽救更多人的寶貴生命。開(kāi)展氣體檢測(cè)與安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究和探討，對(duì)于有毒有害氣體的有效監(jiān)測(cè)和防控，維護(hù)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，保護(hù)人類健康安全等具有非常重要的意義。有毒有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)技術(shù)有毒有害氣體測(cè)量?jī)x表及原理有毒有害氣體的分類及特性1234第3章

有毒有害氣體檢測(cè)與監(jiān)控有毒有害氣體的分類及特性01Part有毒有害氣體從基本概念上講就是可能對(duì)生命和財(cái)產(chǎn)造成危害的氣體。從這一定義出發(fā)，司空見(jiàn)慣的氧氣也可以看成是引起危險(xiǎn)的有害氣體，因?yàn)檠鯕獠蛔憧赡芤鹑藛T窒息死亡，而氧氣過(guò)量可能加速或產(chǎn)生爆炸、燃燒。從氣體可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)的角度上講，有毒有害氣體一般可劃分為以下三類：1.1有毒有害氣體的基本概念可能引起爆炸、燃燒的可燃性氣體，如天然氣、瓦斯等可能引起人員中毒的無(wú)機(jī)和有機(jī)類有毒氣體，如氧化碳、苯等可能由于存在量過(guò)大而引起氧氣不足，造成人員窒息的氣體，如二氧化碳、氮?dú)獾瓤扇細(xì)怏w有毒氣體窒息氣體涉及面十分廣泛，凡在空氣中可以燃燒的氣體都屬于可燃性氣體，如城市煤氣、液化石油氣、工業(yè)原料氣（乙烯、丙烷）、煤礦中的甲烷等?？扇?xì)怏w石化生產(chǎn)環(huán)境中有38種常見(jiàn)可燃?xì)怏w或可燃有毒氣體，這些氣體中大部分具有爆炸下限和爆炸上限，且有些氣體的毒性較高?？扇?xì)怏w監(jiān)測(cè)以爆炸極限為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)測(cè)量濃度與爆炸下限（LEL）和爆炸上限（UEL）比較，確定測(cè)量與報(bào)警指標(biāo)。可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)1.1有毒有害氣體的種類—可燃?xì)怏w有毒氣體01工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用或產(chǎn)生的對(duì)人體有害，能引起慢性或急性中毒的氣體或蒸汽稱為有毒氣體，需特別關(guān)注其監(jiān)測(cè)與防護(hù)。有毒氣體監(jiān)測(cè)02有毒氣體監(jiān)測(cè)以濃度為單位，常用ppm或mg/m3表示，并分為最高允許濃度（如中國(guó)采用的TLV標(biāo)準(zhǔn)）和閾限值（如美國(guó)的TLV標(biāo)準(zhǔn)）。有毒氣體特性03表3-1中列出的38種可燃性氣體和19種有毒氣體，其中有13種重疊，即這13種氣體既是可燃性氣體又是有毒氣體。1.1有毒有害氣體的種類—有毒氣體

窒息氣體吸入人體后能引起呼吸困難的氣體為窒息氣體，包括氯氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氰化物、硫化物等，需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與防護(hù)。窒息氣體分類窒息氣體分單純、化學(xué)性、刺激上呼吸道、刺激肺臟及中樞神經(jīng)損傷五類，測(cè)量?jī)x表分?jǐn)y帶式與固定式，用于不同監(jiān)測(cè)需求。一氧化碳特性一氧化碳是工業(yè)生產(chǎn)中分布最廣的有害氣體，一旦含碳物質(zhì)不完全燃燒時(shí)就會(huì)產(chǎn)生，阻礙氧的釋放，造成缺氧。1.1有毒有害氣體的種類—窒息氣體1.2有毒有害氣體危險(xiǎn)特性分析。。。燃燒性：毒害性：窒息性：腐蝕性：爆炸性：很多具有強(qiáng)氧化還原性的有毒氣體都會(huì)具有腐蝕性，比如氯氣就是一種具有高毒性及腐蝕性的有毒有害氣體，在發(fā)生氯氣泄漏的突發(fā)事件時(shí)，氯氣的毒性和腐蝕性都會(huì)作為此類氣體的主要危險(xiǎn)加以防護(hù)。在實(shí)際工作中，由于不燃（惰性）氣體存在而造成室息危害(缺氧)的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。大多數(shù)惰性氣體，比如二氧化碳、氮?dú)獾榷紵o(wú)色無(wú)味，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且不易分解。可燃?xì)怏w的燃燒往往同時(shí)伴有發(fā)光、發(fā)熱等激烈的反應(yīng)，由于燃燒產(chǎn)物的體積急劇膨脹，從而對(duì)周圍的人員和環(huán)境造成巨大的壓力沖擊和高溫破壞。有毒氣體的毒害性可以通過(guò)吸入或皮膚接觸途徑侵入人體，它們與人體組織發(fā)生化學(xué)或物理化學(xué)作用，從而造成對(duì)人體器官的損害。有害氣體的爆炸危險(xiǎn)特性主要指化學(xué)性爆炸，在工作中，需要特別注意那些化學(xué)性質(zhì)非常活潑（主要指容易氧化、分解或聚合)的氣體，比如，氯氣具有很強(qiáng)的氧化性，它可氧化活潑金屬和氫氣，生成氯化物，同時(shí)發(fā)熱燃燒。石油化工領(lǐng)域：石油化工生產(chǎn)特點(diǎn)決定了有毒有害氣體檢測(cè)的重要性，原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品多屬危險(xiǎn)化學(xué)品，易引發(fā)事故。石化生產(chǎn)大型化：石化生產(chǎn)裝置呈現(xiàn)大型化和單系列的趨勢(shì)發(fā)展，自動(dòng)化程度高；局部問(wèn)題會(huì)影響全局，且事故損失巨大。煤礦安全威脅：煤礦的安全工作已經(jīng)成為我國(guó)煤礦生產(chǎn)中最大的威脅；高瓦斯礦井眾多，瓦斯事故已成為煤礦安全生產(chǎn)的最大危害。環(huán)境應(yīng)急事故領(lǐng)域：環(huán)境應(yīng)急事故是有毒有害氣體存在的另一個(gè)比較大的領(lǐng)域；氣體泄漏是對(duì)環(huán)境造成威脅最大的一個(gè)方面。城市基礎(chǔ)設(shè)施安全：城市基礎(chǔ)設(shè)施的安全問(wèn)題同樣不可輕視；下水道爆炸事故屢見(jiàn)報(bào)端，工人中毒、室息死亡的事故也時(shí)有耳聞。1.3有毒有害氣體的存在領(lǐng)域有毒有害氣體測(cè)量?jī)x表及原理02Part2.1有毒有害氣體測(cè)量?jī)x表的分類氣體檢測(cè)儀表、氣體報(bào)警儀表和氣體檢測(cè)報(bào)警儀表三種類型，分別用于檢測(cè)氣體濃度、報(bào)警提示以及同時(shí)具備檢測(cè)與報(bào)警功能。按功能分類有可燃性氣體、有毒氣體和氧氣檢測(cè)報(bào)警儀表三類，其中可燃性氣體與氧氣檢測(cè)報(bào)警儀表可統(tǒng)稱為多種氣體檢測(cè)報(bào)警儀表。按檢測(cè)對(duì)象分類氣體測(cè)量?jī)x表分?jǐn)y帶式與固定式，固定式多用于連續(xù)監(jiān)測(cè)報(bào)警，適用于特定場(chǎng)所的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；攜帶式則便于攜帶檢查泄漏和事故預(yù)測(cè)。使用方式分類在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，尤其是石油化工場(chǎng)所，氣體測(cè)量?jī)x表有常規(guī)型和防爆型之分；其中，防爆型多制成固定式，用在危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行連續(xù)安全監(jiān)測(cè)。防爆安全要求分類可燃?xì)怏w檢測(cè)包括催化燃燒、半導(dǎo)體、熱導(dǎo)和紅外線吸收等類型；有毒氣體檢測(cè)則涵蓋電化學(xué)和半導(dǎo)體等原理；氧氣檢測(cè)主要采用電化學(xué)方法。按檢測(cè)原理分類可分為吸氣式和擴(kuò)散式兩類，吸氣式通過(guò)泵吸作用將被測(cè)氣體吸入，靈敏度較高；擴(kuò)散式則利用濃度差使氣體自然擴(kuò)散，響應(yīng)速度受擴(kuò)散速度制約。檢測(cè)器采樣方式分類接觸燃燒式氣體傳感器定電位電解式傳感器紅外式吸收傳感器隔膜電極式傳感器半導(dǎo)體式氣敏傳感器熱傳導(dǎo)式氣體傳感器用于檢測(cè)石油類可燃性氣體的存放情況和防止危險(xiǎn)事故發(fā)生，通過(guò)催化燃燒產(chǎn)生熱量導(dǎo)致電阻變化來(lái)測(cè)量濃度，具有高靈敏度和線性響應(yīng)的特性。利用被測(cè)氣體與純凈空氣的熱傳導(dǎo)率差異及在金屬氧化物表面的燃燒特性，將氣體濃度轉(zhuǎn)換為熱絲溫度或電阻變化進(jìn)行測(cè)定，適用于多種氣體的分析。一種基于金屬氧化物半導(dǎo)體材料的傳感器，通過(guò)表面吸附或反應(yīng)引起電導(dǎo)率變化來(lái)檢測(cè)氣體，可用于可燃性和有毒氣體的檢測(cè)，具有寬檢測(cè)范圍和靈敏度高的特點(diǎn)。一種電化學(xué)能式傳感器，通過(guò)電解反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能來(lái)檢測(cè)還原性氣體，具有響應(yīng)快、靈敏度高等特點(diǎn)，常用于庫(kù)侖分析和氣體檢測(cè)。一種基于每種氣體分子特定紅外吸收波長(zhǎng)的傳感器，通過(guò)測(cè)量紅外光的吸光度來(lái)確定氣體濃度，具有非破壞性、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種氣體的檢測(cè)。一種由離子選擇性電極與疏水透氣性隔膜復(fù)合而成的傳感器，通過(guò)氣體在電解質(zhì)溶液中形成離子化的氣態(tài)離子來(lái)產(chǎn)生電位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣體濃度的檢測(cè)。2.2有毒有害傳感器2.2有毒有害傳感器—接觸燃燒式氣體傳感器此類儀器利用可燃性氣體在有足夠氧氣和一定高溫條件下發(fā)生催化燃燒（無(wú)焰燃燒），放出熱量，從而引起電阻變化的特性，達(dá)到對(duì)可燃性氣體濃度進(jìn)行測(cè)量的目的。這類可燃?xì)怏w測(cè)量?jī)x器采用有代表性的氣體傳感材料Pt絲+催化劑（Pd、Pt、A12O3、CuO），其具有體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。所用檢測(cè)元件有鉑絲催化型和載體催化型兩種。其中，鉑絲催化型元件沒(méi)有專門的催化外殼，是在鉑絲表面完成可燃?xì)怏w氧化催化功能，同時(shí)鉑絲又兼作加熱絲和測(cè)溫元件。載體催化型元件由加熱芯絲和載體催化外殼組成，催化外殼對(duì)可燃?xì)怏w的氧化過(guò)程起催化作用，加熱電流通過(guò)芯絲將催化外殼加熱到正常工作溫度，而芯絲又兼作電阻測(cè)溫元件來(lái)檢測(cè)催化外殼的溫度變化。2.2有毒有害傳感器—熱傳導(dǎo)式氣體傳感器熱傳導(dǎo)式氣體傳感器可分為氣體熱傳導(dǎo)式和固體熱傳導(dǎo)式兩種。氣體熱傳導(dǎo)式氣體傳感器。它是利用被測(cè)氣體的熱傳導(dǎo)率與鉑絲（發(fā)熱體）的熱傳導(dǎo)率之差所引起的溫度變化的特性測(cè)定氣體的濃度的。這類氣體傳感器主要用于測(cè)定氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2），氮?dú)猓∟2）、氧氣（O2)等氣體的濃度，多制成易攜帶儀表。固體熱傳導(dǎo)式氣體傳感器。它是利用被測(cè)氣體的不同濃度在金屬氧化物表面燃燒引起的電阻變化特性，來(lái)達(dá)到測(cè)定被測(cè)氣體濃度的目的的。這類儀器多制成攜帶式儀器，用于測(cè)定氫氣（H2）、一氧化碳（CO），氨氣（NH3）等氣體的濃度，也可用于測(cè)定其他可燃性氣體的濃度。熱傳導(dǎo)式氣體傳感器的測(cè)量?jī)x器儀表的檢測(cè)電路原理與催化燃燒式氣體檢測(cè)電路原理相同，只是其中R1用熱傳導(dǎo)式元件。熱導(dǎo)式氣體濃度檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是在測(cè)量范圍內(nèi)具有線性輸出，不存在催化劑影響而使特性變壞的問(wèn)題，工作溫度低，使用壽命長(zhǎng)，防爆性能好。它除用于測(cè)量可燃性氣體外，也可用于無(wú)機(jī)氣體及其濃度的測(cè)量。其缺點(diǎn)是背景氣會(huì)干擾測(cè)量結(jié)果（如二氧化碳、水蒸氣等），在環(huán)境溫度驟變時(shí)輸出也會(huì)受影響，在低濃度檢測(cè)時(shí)有效信號(hào)較弱。2.2有毒有害傳感器—半導(dǎo)體式氣體傳感器半導(dǎo)體傳感器是一個(gè)寬帶檢測(cè)裝置，對(duì)很多有毒氣體和可燃性氣體都會(huì)有響應(yīng)，這里也包括很難用其它方法檢測(cè)的鹵代烴。半導(dǎo)體傳感器對(duì)于特定氣體的靈敏度是由數(shù)學(xué)方法決定的，一般的做法是將儀器用一系列的曲線編程，如果待測(cè)物質(zhì)性質(zhì)已知，則將檢測(cè)儀器的讀數(shù)調(diào)整到合適的響應(yīng)上。大體上分為電阻式和非電阻式兩種，電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器是用氧化錫、氧化鋅等金屬氧化物材料制作的敏感元件，利用其阻值的變化來(lái)檢測(cè)氣體的濃度。氣敏元件有多孔制燒結(jié)體、厚膜以及目前正在研制的薄膜等幾種非電阻式半導(dǎo)體傳感器。根據(jù)氣體的吸附和反應(yīng)，使半導(dǎo)體的一些特性產(chǎn)生變化對(duì)氣體實(shí)現(xiàn)直接或間接檢測(cè)。目前，正在積極開(kāi)發(fā)的有金屬/半導(dǎo)體結(jié)型二極管和金屬柵的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的敏感元件，主要是利用它們與氣體接觸后整流特性以及晶體管作用的變化，制成對(duì)表面單位直接測(cè)定的傳感器。2.2有毒有害傳感器—定電位電解式傳感器定電位電解式氣體濃度傳感器通過(guò)電極與被測(cè)氣體發(fā)生電解反應(yīng)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，并產(chǎn)生電信號(hào)。定電位是指工作電極的電位可以設(shè)定，參比電極的電位在測(cè)定中恒定不變，工作電極與參比電極之間的電位差受到監(jiān)控，電位差信號(hào)的波動(dòng)和改變，決定施加到工作電極的電壓高低，繼而保持工作電極的電位也就恒定。工作電極的電位值由被測(cè)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)決定，使其能夠被氧化或還原。參與電極反應(yīng)的是工作電極和對(duì)電極，參比電極不參與反應(yīng)。電極上氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流，即電解電流反映了氣體濃度的大小。電解電流經(jīng)放大后輸出，用于指示儀表的推動(dòng)力的輸入信號(hào)，或者經(jīng)控制器啟動(dòng)報(bào)警裝置。2.2有毒有害傳感器—紅外式吸收氣體傳感器紅外吸收檢測(cè)器分為點(diǎn)式和開(kāi)路兩種。點(diǎn)式即一體式，光源和檢測(cè)器都設(shè)在一臺(tái)儀器中；開(kāi)路式檢測(cè)器的紅外線光源與紅外線接受器分開(kāi)設(shè)置，二者間距可達(dá)50m，用于廣闊的開(kāi)放區(qū)域或無(wú)法安裝點(diǎn)式檢測(cè)器的場(chǎng)所。一種典型的點(diǎn)式紅外氣體檢測(cè)器氣室結(jié)構(gòu)如圖圖中LED是發(fā)光二極管，探測(cè)器采用鉭酸鋰(LTaO3)熱釋探測(cè)器，反光鏡1和反光鏡2分別反射LED1和LED2的部分光至探測(cè)器1和探測(cè)器2，濾光片1和濾光片2都是待測(cè)氣體濾光片，其只能透過(guò)所需波長(zhǎng)的光，氣體采樣泵帶動(dòng)氣體進(jìn)出氣室。I1和I2分別表示LED1和LED2的發(fā)光強(qiáng)度，兩個(gè)探測(cè)器的靈敏度（探測(cè)器響應(yīng)電壓V與光強(qiáng)度I線性關(guān)系的比例系數(shù))分別由S1和S2表示。紅外光線穿過(guò)氣室和氣體的透光率為τ。兩個(gè)發(fā)光二極管交替發(fā)光。2.2有毒有害傳感器—隔膜電極式氣體傳感器隔膜電極式檢測(cè)器是由離子選擇性電極與疏水透氣性的隔膜復(fù)合而成的檢測(cè)器。氣體透過(guò)隔膜溶解于電解質(zhì)溶液中，形成離子化的氣態(tài)離子，氣態(tài)離子在電極上產(chǎn)生電位。工作電極與參比電極的電極電位之差即為兩電極組成的原電池的電動(dòng)勢(shì)，其隨著pH玻璃電極電位的變化而變化，所以就隨著與電解質(zhì)溶液中NH3平衡的被測(cè)氣體中氨氣濃度的變化而變化。隔膜電極法比較適合于測(cè)定NH3和CO2。選擇檢測(cè)器的種類：為確保系統(tǒng)的可靠性，需明確檢測(cè)氣體的種類和檢測(cè)目的，了解各類檢測(cè)器的性能特點(diǎn)及其適用范圍，同時(shí)考慮環(huán)境因素的影響，最終確定合適的檢測(cè)器種類和廠家。檢測(cè)器的性能特點(diǎn)：在選擇檢測(cè)器時(shí)，需了解其性能特點(diǎn)，如接觸燃燒式、氣敏半導(dǎo)體式、紅外吸收式等適用于可燃?xì)怏w的檢測(cè)；定電位電解式和隔膜電極式對(duì)低濃度有毒氣體有較高靈敏度。環(huán)境情況的影響：選擇檢測(cè)器需考慮環(huán)境因素的影響，如接觸燃燒式檢測(cè)器易受硫化物、鹵化物等中毒影響；氣敏半導(dǎo)體檢測(cè)器通過(guò)摻雜或涂層可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定氣體的選擇性檢測(cè)?？垢蓴_性：定電位電解檢測(cè)器在存在交叉響應(yīng)氣體的場(chǎng)所不適用，因其測(cè)得的氣體濃度值可能不準(zhǔn)確；選擇檢測(cè)器時(shí)需充分考慮環(huán)境共存氣體的干擾問(wèn)題。適用范圍：不同檢測(cè)器的適用范圍不同，如催化燃燒式適用于可燃?xì)怏w，氣敏半導(dǎo)體式在特定環(huán)境下更合適；在選擇時(shí)需根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景和氣體種類進(jìn)行權(quán)衡。01020304052.3選用規(guī)則與注意事項(xiàng)有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)技術(shù)03Part3.1非色散紅外吸收氣體濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)紅外氣體濃度測(cè)量方法包括色散型、傅里葉變換及非色散紅外吸收法，非色散法因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、體積小、價(jià)格低、可靠性強(qiáng)，非常適合在線測(cè)量及安全監(jiān)測(cè)。非色散紅外優(yōu)勢(shì)紅外吸收式氣敏傳感器精度高、選擇性好、氣敏濃度范圍寬，但是價(jià)格也較高，使用和維護(hù)難度較大，通過(guò)測(cè)量紅外光強(qiáng)度可確定氣體種類和濃度。紅外氣敏傳感器紅外氣體分析儀通過(guò)切光片交替接收樣品氣室和參比氣室的紅外輻射，利用兩者信號(hào)差與被測(cè)氣體組分濃度成正比的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)氣體組分濃度的測(cè)量。紅外氣體分析儀多組分紅外氣體分析儀通過(guò)切光器、樣品室及紅外探測(cè)器的配合，實(shí)現(xiàn)多種組分濃度的同時(shí)自動(dòng)連續(xù)分析，關(guān)鍵在信號(hào)分離技術(shù)及干擾處理。多組分紅外分析儀紅外氣體分析儀通過(guò)測(cè)量特定波段紅外輻射的吸收情況，可確定混合氣體中某種已知組分的百分含量，無(wú)需使用紅外分光光度計(jì)確定混合氣體成分。紅外光譜分析單組分和多組分的紅外氣體分析儀以貝爾定律為原理，但實(shí)測(cè)表明需實(shí)際標(biāo)定確定紅外輻射吸收與組分濃度關(guān)系，儀器可分析偶極距氣體，具有高精度。貝爾定律與紅外分析3.1非色散紅外吸收氣體濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)量子型紅外光敏元件氣敏傳感器。紅外光源產(chǎn)生的紅外光入射到測(cè)量槽，照射到某種被測(cè)氣體時(shí)，根據(jù)氣體種類的不同，將對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外光具有不同的吸收特性。同時(shí)，同種氣體不同濃度時(shí)，對(duì)紅外光的吸收量也彼此相異。因此，通過(guò)測(cè)量值到達(dá)光敏元件的紅外光強(qiáng)度就不同，紅外光敏元件是將光信號(hào)變成電信號(hào)的器件。根據(jù)紅外光源的波長(zhǎng)和光敏元件輸出電信號(hào)的不同就可以知道被測(cè)氣體的種類和濃度。釆用紅外濾光片可以提高量子型紅外光敏元件的靈敏度，也可以通過(guò)更換紅外濾光片來(lái)增加被測(cè)氣體的種類和擴(kuò)大被測(cè)氣體的濃度范圍。3.1非色散紅外吸收氣體濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)單一紅外光源產(chǎn)生的紅外輻射由凹面反射鏡反射后會(huì)聚成平行的紅外光，一束通過(guò)樣品氣室，另一束通過(guò)參比氣室，然后再經(jīng)過(guò)聚光器投射到紅外探測(cè)器上。聚光器與氣室之間有一塊干涉濾光片，它只允許某一窄波段的紅外輻射通過(guò)，該窄波段的中心波長(zhǎng)就選取待測(cè)組分特征吸收帶的中心波長(zhǎng)。例如，待測(cè)組分是煙氣中的CO含量。CO在中近紅外光譜區(qū)有一個(gè)以4.65μm為中心的特征吸收帶，可選擇這個(gè)帶中的一個(gè)窄波段進(jìn)行紅外輻射測(cè)量。分析儀中選用的干涉濾光片，只允許中心波長(zhǎng)為4.65μm的一個(gè)窄波段內(nèi)（例如4.5~5.0μm的紅外光通過(guò)，紅外探測(cè)器所接收的也僅僅是這個(gè)窄波段內(nèi)的紅外輻射。3.1非色散紅外吸收氣體濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)在紅外光源與氣室之間，有一只切光片。切光片是布有若干開(kāi)孔的圓盤，如圖所示。由同步電機(jī)帶動(dòng)，只要適當(dāng)?shù)匕才艠悠肥摇⒈仁遗c切光片之間的相對(duì)位置，使得紅外輻射穿過(guò)切光片上的開(kāi)孔進(jìn)入樣品氣室時(shí)，切光片上未開(kāi)孔處恰好遮斷進(jìn)入?yún)⒈葰馐业募t外輻射的光路，而當(dāng)切光片遮斷進(jìn)入樣品氣室的紅外輻射光路時(shí)，它又恰好使紅外輻射通過(guò)進(jìn)入?yún)⒈葰馐摇＿@樣，紅外輻射在切光片的作用下，輪流遞上樣品氣室和參比氣室。紅外探測(cè)器交替地接收通過(guò)樣品氣室的紅外輻射和通過(guò)參比氣室的紅外輻射。3.1非色散紅外吸收氣體濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)近年來(lái)，對(duì)多種組分濃度進(jìn)行同時(shí)自動(dòng)連續(xù)分析的多組分紅外氣體分析儀的研制取得了很大進(jìn)展。多組分紅外氣體分析儀與單組分分析儀的原理基本相同，其關(guān)鍵是信號(hào)的分離技術(shù)以及對(duì)信號(hào)間相關(guān)干擾的處理。計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)和分光技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，使得這類多組分紅外氣體分析儀可以達(dá)到更高的技術(shù)水平。圖是一種同時(shí)測(cè)定三種組分的紅外氣體分析儀原理示意圖。紅外輻射源所產(chǎn)生的平行紅外輻射光束，通過(guò)切光器、樣品室被紅外探測(cè)器接收。切光器上布置有六個(gè)氣室。如果被分析的混合氣體是由三種待測(cè)組分A、B、C所構(gòu)成，那么切光器上的三個(gè)氣室Ra、Rb、Rc氏分別是組分A、B、C的參比室。參比室中分別被充以濃度為100%的待測(cè)組分，A、B、C氣體的窗口相應(yīng)地安裝著對(duì)A、B、C組分無(wú)吸收作用的濾光片。切光器上的另外三個(gè)氣室Sa、Sb、Sc分別是相應(yīng)于A、B、C三種組分的分析室，Sa中充有一定濃度的B、C組分，Sb中充以一定濃度的A、C組分，Sc中則充以一定濃度的A、B組分。樣品室中通入被分析的混合氣體。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)切光器轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外探測(cè)器就出現(xiàn)六個(gè)波峰，Ra和Sa峰是相應(yīng)于A組分的參比峰和分析峰，Rb和Sb峰與組分B相對(duì)應(yīng)，Rc和Sc峰則與組分C相對(duì)應(yīng)。小燈泡和光敏二極管給放大器提供一個(gè)同步信號(hào)，使分離器根據(jù)程序而將三組信號(hào)分開(kāi)并相減，分別在三個(gè)放大器上得到相應(yīng)于待測(cè)組分A、B、C各自濃度的信號(hào)。3.2紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)紅外雙光束監(jiān)測(cè)法紅外泄漏監(jiān)測(cè)原理紅外監(jiān)測(cè)量解析紅外監(jiān)測(cè)應(yīng)用具有多原子結(jié)構(gòu)的氣體分子，都能引起強(qiáng)烈的紅外吸收，并且各自都具有固定的特征紅外吸收波長(zhǎng)，紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測(cè)的原理，就是基于泄漏氣體具有特征紅外吸收波長(zhǎng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由發(fā)射器和接收器兩部分組成，發(fā)射器發(fā)出的紅外光束穿過(guò)被監(jiān)測(cè)區(qū)域后，對(duì)應(yīng)泄漏氣體的特征紅外吸收波長(zhǎng)的紅外光將被泄漏氣體吸收，從而造成該波長(zhǎng)到達(dá)接收器端的光強(qiáng)發(fā)生衰減?？蓮V泛應(yīng)用于石油化工企業(yè)管道系統(tǒng)、大型油庫(kù)、泵房、石油液化氣站、油罐群以及海上采油平臺(tái)等場(chǎng)所氣體泄漏的監(jiān)測(cè)，對(duì)于防止火災(zāi)和惡性爆炸事故的發(fā)生具有積極作用。紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有監(jiān)測(cè)靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)距離遠(yuǎn)（最大距離可達(dá)140m、保護(hù)面積大、抗干擾性能強(qiáng)和可靠性高等特點(diǎn)，3.3有毒有害氣體比色管測(cè)量技術(shù)比色管技術(shù)通過(guò)化學(xué)顯色反應(yīng)彌補(bǔ)儀器檢測(cè)的不足，實(shí)時(shí)檢測(cè)有毒有害氣體；商品化比色管由短玻璃管構(gòu)成，內(nèi)涂化學(xué)物質(zhì)與氣體反應(yīng)變色，外部刻度直接讀取濃度。比色管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)時(shí)檢測(cè)多種污染物，通過(guò)更換新管可測(cè)新污染物，并可通過(guò)特定順序判定未知化合物；但存在交叉干擾、測(cè)量結(jié)果誤差大、非連續(xù)測(cè)量等缺點(diǎn)。比色管檢測(cè)原理比色管技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)04PartGB/T50493-2019文件強(qiáng)調(diào)可燃及有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)需獨(dú)立于其他系統(tǒng)，確保在過(guò)程控制系統(tǒng)停車檢修時(shí)仍持續(xù)作業(yè)，保障工業(yè)生產(chǎn)安全。報(bào)警系統(tǒng)獨(dú)立性報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)聲、光、電等感應(yīng)機(jī)制及時(shí)報(bào)警，有效防止事故擴(kuò)大；在工業(yè)生產(chǎn)中，其獨(dú)立性和持續(xù)作業(yè)能力對(duì)保障安全至關(guān)重要。報(bào)警系統(tǒng)必要性報(bào)警系統(tǒng)的組成與功能煤氣報(bào)警控制器當(dāng)廚房由于油煙污染或液化石油氣(或其他燃?xì)?泄漏達(dá)到一定濃度時(shí)，智能語(yǔ)音型雙氣體報(bào)警器能自動(dòng)開(kāi)啟排風(fēng)扇，凈化空氣，防止事故的發(fā)生。瓦斯檢測(cè)儀采用單波長(zhǎng)吸收比較型和干涉型光纖技術(shù)檢測(cè)瓦斯?jié)舛?；前者利用光譜吸收原理，后者通過(guò)干涉法檢測(cè)折射率變化；各存在優(yōu)缺點(diǎn)，但均用于精確測(cè)量瓦斯?jié)舛取８袩熖綔y(cè)器三種常見(jiàn)的感煙探測(cè)器包括透射式、散射式和離子式；透射式適合長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)；散射式通過(guò)煙霧散射光信號(hào)報(bào)警；離子式則通過(guò)煙霧影響離子電流變化來(lái)探測(cè)。4.1常用的氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警器4.1常用的氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警器在滿足了對(duì)氣體檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的需求上，利用聲、光、電等感應(yīng)機(jī)制對(duì)可燃及有毒氣體進(jìn)行報(bào)警，對(duì)于保障家庭生活、工業(yè)生產(chǎn)的安全都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。常用的氣體檢測(cè)報(bào)警器主要分為：煤氣報(bào)警控制器、瓦斯檢測(cè)儀、感煙探測(cè)器等。家用煤氣報(bào)警器

1.煤氣報(bào)警控制器家用煤氣報(bào)警器主要探測(cè)氣體為天然氣(CH4)或者人工煤氣(CO)等易燃易爆氣體，報(bào)警器內(nèi)部采用高精度氣敏元件，具有很好的靈敏度和出色的重復(fù)性。同時(shí)具有室內(nèi)環(huán)境溫度檢測(cè)功能。家用煤氣報(bào)警器可安裝在廚房、燃?xì)夤艿琅?，出現(xiàn)燃?xì)庑孤稌r(shí)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)、光報(bào)警信號(hào)。4.1常用的氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警器單波長(zhǎng)吸收比較型瓦斯傳感器2.瓦斯檢測(cè)儀瓦斯檢測(cè)的方法主要有兩種：一是利用瓦斯氣體的光譜吸收檢測(cè)濃度；二是利用瓦斯?jié)舛群驼凵渎实年P(guān)系以及干涉法測(cè)折射率。（1）單波長(zhǎng)吸收比較型瓦斯傳感器。吸收法的基本原理均是基于光譜吸收，不同的物質(zhì)具有不同特征的吸收譜線。選擇合適波長(zhǎng)的光源。脈沖發(fā)生器使激光器發(fā)出脈沖光，或采用快速斬波器將連續(xù)光轉(zhuǎn)變成脈沖光（斬波頻率為數(shù)千赫茲），經(jīng)透鏡耦合進(jìn)入光纖，并傳輸?shù)竭h(yuǎn)處放置的待測(cè)氣體吸收盒，由氣體吸收盒輸出的光經(jīng)接收光纖傳回。干涉濾光片選取瓦斯吸收率最強(qiáng)的譜線，由檢測(cè)器接收，經(jīng)鎖相放大器后送入計(jì)算機(jī)處理，根據(jù)強(qiáng)度的變化測(cè)量瓦斯?jié)舛取?2)干涉型光纖瓦斯傳感器。此類傳感器采用兩束光干涉的方法檢測(cè)氣室中折射率的變化，而折射率的變化直接與濃度有關(guān)。4.1常用的氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警器散射式感煙探測(cè)器3.感煙探測(cè)器現(xiàn)代建筑必須有防災(zāi)報(bào)警裝置?；馂?zāi)出現(xiàn)時(shí)往往伴隨著煙霧、火光、高溫及有害氣體。感煙探測(cè)器是很重要的一類探測(cè)器。下面分別介紹常見(jiàn)的3種感煙探測(cè)器：透射式感煙探測(cè)器、散射式感煙探測(cè)器和離子式感煙探測(cè)器。透射式感煙探測(cè)器是利用煙霧的顆粒性來(lái)進(jìn)行探測(cè)的，這是因?yàn)闊熿F由微小的顆粒組成。在發(fā)光管和光敏元件之間，如果為純凈空氣，則完全透光；如果有煙霧，則接收的光強(qiáng)減少。這種方法適合于長(zhǎng)距離的直線段自動(dòng)監(jiān)測(cè)，稱為“線型探測(cè)器”。散射式感煙探測(cè)器由發(fā)光管和光敏元件構(gòu)成，在兩者之間有遮擋屏，其結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中虛線圓圈代表了金屬絲網(wǎng)或多孔板。(3)離子式感煙探測(cè)器，在兩個(gè)金屬平板之間加上直流電壓，并在附近放上一小塊同位素镅241。當(dāng)周圍空氣無(wú)煙霧時(shí)，镅241放射出微量的α射線，使附近的空氣電離。光干涉式氣體測(cè)量?jī)x器利用被測(cè)氣體與新鮮空氣的光干涉形成的光譜來(lái)測(cè)定某氣體的濃度的；主要用于測(cè)定甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）、氫氣（H2）以及其他多種氣體的濃度。紅外線氣體分析儀紅外線氣體分析儀利用選擇性檢測(cè)器測(cè)定氣樣中特定成分引起的紅外線吸收量的變化，從而求出氣樣中特定成分的濃度；主要用于測(cè)定C