有毒有害氣體檢測儀在勞動安全和工業衛生方面的應用

摘 要：對生產過程中有毒有害氣體進行檢測，在我國已有相當長的歷史。本文通過分析對有毒有害氣體的毒性和分類，檢測有毒有害氣體的原理、檢測儀器的種類、以及如何選擇有毒有害氣體檢測儀器，確保檢測數據更準確真實有效。從而減少有毒有害氣體對人的生命造成危害。

關鍵詞：有毒；檢測；濃度

中圖分類號：TD711+.4 文獻標識碼：A

1 生產過程中常見的有毒、有害氣體介紹

在生產過程中對財產與人的健康、生命造成危害的因素大體上可以分為物理、化學與生物三方面。其中化學因素的影響危害性最大。而有毒有害氣體又是化學因素中最普遍、最常見的部分。根據危害我們將有毒有害氣體分為可燃氣體與有毒氣體兩大類。有毒氣體又根據他們對人體不同的作用機理分為刺激性氣體、窒息性氣體和急性中毒的有機氣體三大類。

其中刺激性氣體包括氯氣、光氣、雙光氣、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨氣、臭氧等氣體。刺激性氣體對機體作用的特點是對皮膚、黏膜有強烈的刺激作用，其中一些同時具有強烈的腐蝕作用。窒息性氣體包括一氧化碳、硫化氫、氰氫酸、二氧化碳等氣體。這些化合物進入機體后導致的組織細胞缺氧狀況各不相同。導致急性中毒的有機溶劑有正己烷、二氯甲烷等。

2 有毒有害氣體的檢測原理與分類

氣體檢測器的關鍵的部件為傳感器。氣體傳感器從原理可以分為三大類：

2.1 利用物理化學性質的氣體傳感器：如半導體、催化燃燒、固體導熱、光離子化等。

2.2 利用物理性質的氣體傳感器：如熱導、光干涉、紅外吸收等。

2.3 利用電化學性質的氣體傳感器：電流型、電勢型等。

下面將結合有毒有害氣體檢測常用的幾種檢測器來介紹他們的原理。

對于常見的可燃氣LEL的檢測，現在一般用催化燃燒檢測器。它的原理如下，傳感器的核心為一惠通斯電橋，其中一橋臂上有催化劑，當與可燃氣體接觸時，可燃氣體在有催化劑的電橋上燃燒，該橋臂的電阻發生變化，其余橋臂的電阻不變化，從而引起整個電路的輸出發生變化，而該變化與可燃氣體的濃度成比例，從而實現對可燃氣體的檢測。對于有機氣體毒性的檢測不能采用該檢測方法。

對于常見有毒氣體的檢測，特別是無機毒氣，一般采用專用的傳感器進行檢測。既定性又定量進行檢測。該類傳感器大多為電化學傳感器。電化學傳感器一般為三電極的形式。其中目標氣體在工作電極上發生反應，產生的電流通過對電極構成回路，參比電極為工作電極提供合適的偏值。傳感器通過參比電極與工作電極的催化劑實現選擇性反應，即定性反應。回路產生的電流與氣體的濃度成正比，實現定量反應。而一般的氧氣傳感器為兩電極傳感器，他的檢測原理與三電極大致相似，只是采用三電極的傳感器的輸出更穩定，壽命更長。

對于有機揮發性氣體毒性的檢測，以前一般采用檢測管的方法，但由于檢測管的種類有限，且精度不高，操作麻煩，所以實際的應用受到影響。目前世界上比較先進的檢測方法為光離子化檢測方法，它的原理為，通過一紫外燈將目標氣體電離，離子通過一傳感器收集形成電流，該電流與目標氣體的濃度成正比，從而實現對有機揮發性氣體的定量檢測，由于是離子級別的檢測，所以該方法的分辨率高、響應時間快。該方法的分辨率達到0.1PPm，最高達到1PPb。

3 如何選擇有毒有害氣體檢測儀

3.1 確定所要檢測氣體種類和濃度范圍

在選擇氣體檢測儀時要考慮到所有可能發生的情況。如果甲烷和其它毒性較小的烷烴類居多，選擇LEL檢測儀無疑是最為合適的。這不僅是因為LEL檢測儀原理簡單，應用較廣，同時它還具有維修、校準方便的特點。如果存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體，就要優先選擇一個特定氣體檢測儀才能保證工作人員的安全。如果更多的是有機有毒有害氣體，考慮到其可能引起人員中毒的濃度較低，比如芳香烴、鹵代烴、氨（胺）、醚、醇、酯等等，就應當選擇光離子化檢測儀，而絕對不要使用LEL檢測器應付，因為這可能會導致人員傷亡。

如果氣體種類覆蓋了以上幾類氣體，選擇一個復合式氣體檢測儀可能會達到事半功倍的效果。

3.2 確定使用場合

工業環境的不同，選擇氣體檢測儀種類也不同。

3.2.1 固定式氣體檢測儀

這是在工業裝置上和生產過程中使用較多的檢測儀。它可以安裝在特定的檢測點上對特定的氣體泄漏進行檢測。固定式檢測器一般為兩體式，有傳感器和變送組成的檢測頭為一體安裝在檢測現場，有電路、電源和顯示報警裝置組成的二次儀表為一體安裝在安全場所，便于監視。它同樣要根據現場氣體的種類和濃度加以選擇，同時還要注意將它們安裝在特定氣體最可能泄漏的部位，比如要根據氣體的比重選擇傳感器安裝的最有效的高度等等。

3.2.2 便攜式氣體檢測儀

由于便攜式儀器操作方便，體積小巧，可以攜帶至不同的生產部位，電化學檢測儀采用堿性電池供電，可連續使用1000小時；新型LEL檢測儀、PID和復合式儀器采用可充電電池（有些已采用無記憶的鎳氫或鋰離子電池），使得它們一般可以連續工作近12小時，所以，作為這類儀器在各類工廠和衛生部門的應用越來越廣。

如果是進入密閉空間，比如反應罐、儲料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下設施、農業密閉糧倉、鐵路罐車、船運貨艙、隧道等工作場合，在人員進入之前，就必須進行檢測，而且要在密閉空間外進行檢測。此時，就必須選擇帶有內置采樣泵的多氣體檢測儀。因為密閉空間中不同部位（上、中、下）的氣體分布和氣體種類有很大的不同。一個完整的密閉空間氣體檢測儀應當是一個：具有內置泵吸功能——以便可以非接觸、分部位檢測；具有多氣體檢測功能——以檢測不同空間分布的危險氣體，包括無機氣體和有機氣體；具有氧檢測功能——防止缺氧或富氧；體積小巧，不影響人工作的便攜式儀器。只有這樣才能保證進入密閉空間的工作人員的絕對安全。

目前，隨著制造技術的發展，便攜式多氣體（復合式）檢測儀也是我們的一個新的選擇。由于這種檢測儀可以在一臺主機上配備所需的多個氣體（無機/有機）檢測傳感器，所以它具有體積小、重量輕、響應快、同時多氣體濃度顯示的特點。更重要的是，泵吸式復合式氣體檢測儀的價格要比多個單一擴散式氣體檢測儀便宜一些，使用起來也更加方便。需要注意的是在選擇這類檢測儀時，最好選擇具有單獨開關各個傳感器功能的儀器，以防止由于一個傳感器損害影響其它傳感器使用。

參考文獻

[1]趙軍，羅紹元，孫侃.有毒有害氣體智能檢測儀.中國人民解放軍76349部隊，2011-12-28.

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