Principen och tillämpningen av detektorer för giftiga och skadliga gaser
Principen och tillämpningen av detektorer för giftiga och skadliga gaser/Nyckelkomponenten i gasdetektorer är gassensorer. Gassensorer kan i princip delas in i tre kategorier:
A) Gassensorer som använder fysikaliska och kemiska egenskaper, såsom halvledartyp (ytkontrollerad, volymkontrollerad, ytpotentialtyp), typ av katalytisk förbränning, typ av fast värmeledningsförmåga, etc.
B) Gassensorer som använder fysiska egenskaper, såsom värmeledningsförmåga, optisk interferens, infraröd absorption, etc.
C) Gassensorer som använder elektrokemiska egenskaper, såsom elektrolys med konstant potential, Gavanni-batteri, membranjonelektrod, fast elektrolyt, etc.
Beroende på farorna klassificerar vi giftiga och skadliga gaser i två kategorier: brännbara gaser och giftiga gaser. På grund av deras olika egenskaper och faror varierar också deras upptäcktsmetoder.
Brännbar gas är den vanligaste farliga gasen som påträffas i industriella miljöer såsom petrokemisk industri. Den består huvudsakligen av organiska gaser som alkaner och vissa oorganiska gaser som kolmonoxid. Explosionen av brännbara gaser måste uppfylla vissa villkor, det vill säga en viss koncentration av brännbara gaser, en viss mängd syre och tillräcklig värme för att antända deras antändningskälla. Dessa är de tre väsentliga delarna av explosionen, och ingen av dem är oumbärlig. Med andra ord, frånvaron av något av dessa villkor kommer inte att orsaka en brand eller explosion.
När brännbara gaser (ånga, damm) och syre blandas och når en viss koncentration uppstår en explosion när man möter en brandkälla med en viss temperatur. Koncentrationen av brännbar gas som exploderar när den möter brandkällan kallar vi för explosionskoncentrationsgränsen, kallad brandfarlighetsgränsen, som generellt uttrycks i procent .
I vårt arbete används ofta detektorer som mäter dessa gaser med LEL som katalytiska förbränningsdetektorer. Dess princip är en dubbel brygga (vanligen kallad en Wheatstone bridge) detektionsenhet. En av dessa platinatrådsbryggor är belagd med katalytiska förbränningsämnen. Så länge som eventuell brandfarlig gas kan antändas av elektroden kommer motståndet hos platinatrådsbryggan att förändras på grund av temperaturförändringar. Denna resistansförändring är proportionell mot koncentrationen av den brännbara gasen. Koncentrationen av den brännbara gasen kan beräknas genom instrumentets kretssystem och mikroprocessor. Värmeledningsförmåga VOL-detektorer som direkt mäter volymkoncentrationen av brännbara gaser finns också på marknaden och det finns redan detektorer som kombinerar LEL/VOL. VOL brännbar detektor är särskilt lämplig för att mäta volymkoncentrationen (VOL) av brännbara gaser i hypoxiska (syrefattiga) miljöer.
Giftiga gaser kan finnas i både produktionsråvaror, såsom de flesta organiska kemikalier (VOC), och biprodukter i olika stadier av produktionsprocessen, såsom ammoniak, kolmonoxid, vätesulfid och så vidare. De är de mest farliga faktorerna för arbetarna. Denna typ av skada inkluderar inte bara omedelbar skada, såsom fysiskt obehag, sjukdom, dödsfall, etc., utan också långvariga skador på människokroppen, såsom funktionshinder, cancer etc. Detekteringen av dessa giftiga och skadliga gaser är en fråga som utvecklingsländerna bör börja ägna tillräcklig uppmärksamhet åt.
För närvarande använder vi mest specialiserade gassensorer för att detektera specifika giftiga gaser. Den kan inkludera alla gassensorer som anges ovan, såväl som fotojoniseringsdetektorn som beskrivs i de två föregående kapitlen. Bland dem är den vanligaste metoden för att detektera oorganiska gaser, med relativt mogen teknik och de bästa omfattande indikatorerna, den konstanta potentialelektrolysmetoden, även känd som elektrokemiska sensorer.
Den elektrokemiska sensorn är sammansatt av två reaktionselektroder - arbetselektroden, motelektroden och en referenselektrod - placerade i en specifik elektrolyt (som visas i figuren ovan), och sedan anbringas tillräcklig spänning mellan reaktionselektroderna för att Redox ska kunna utföras genom gasen som ska mätas belagd med en tungmetallkatalysatorfilm, och sedan mäts strömmen som genereras under gaselektrolys genom kretssystemet i instrumentet. Därefter beräknar mikroprocessorn inuti koncentrationen av gasen.
För närvarande inkluderar elektrokemiska sensorer som kan detektera specifika gaser kolmonoxid, vätesulfid, svaveldioxid, kväveoxid, kvävedioxid, ammoniak, klor, cyanursyra, etylenoxid, väteklorid och så vidare.
Detekteringen av VOC-detektor kan använda fotojoniseringsdetektorn som introducerades i föregående kapitel. Syre är också en faktor som kräver stor uppmärksamhet i industriella miljöer, speciellt i slutna miljöer. I allmänhet, när syrehalten överstiger 23,5 procent, kallas det för mycket syre (berikat syre), vilket lätt kan leda till explosionsrisk; När syrehalten är mindre än 19,5 procent tyder det på otillräcklig syre (hypoxi), vilket lätt kan leda till kvävning, koma och till och med dödsfall bland arbetare. Den normala syrehalten bör ligga runt 20,9 procent. Syredetektorer är också en typ av elektrokemisk sensor.
