气体探测基本原理

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,54,MSA 2007,仪表经销商会议,气体探测,基本篇,议程,可燃气体和检测原理,有毒气体和检测原理,氧气和检测原理,检测目的及分类,为什么检测,?,为了保护工人的健康和生命安全,为了保护固定资产不受损害,为了履行地区及国家法律法规,检测什么,?,Ex,(Vol%),(%LEL),(%UEG),O,2,(Vol%),Tox,(ppm),(ml/m3),(mg/m3),危险气体,/,蒸气,什么是燃烧,?,燃烧,=,可燃性气体和氧气间的反应,没有氧气的燃烧,=,不可能,可燃性气体和氧气必须在正确的比例范围内才能燃烧,足够的点火能量使温度上升并产生反应,点火能量,点燃空气中可燃性蒸汽,/,气体所需的最小能量,(mJ),例如,:,氢气,:,0,01mJ,甲烷,:,0,28mJ,己烷,:,0,24mJ,氨气,:,680,00,mJ,蒸气压,闪点,使液体可以产生足够的蒸气来引起燃烧的最低温度,液体的分类与闪点有关, 55,o,C 100,o,C,100,o,C,闪点,定义,可燃性气体,Ex,爆炸性,(,检测范围,),LEL,低爆炸极限（,UEG,）,UEL,高爆炸极限,Vol%,体积百分比,LEL and UEL.,100%,4,4,甲烷,VOL%,16,LEL,UEL,爆炸范围,空气中的爆炸等级,LEL,和,UEL,的作用,.,测爆方法,0-100% LEL,量程,催化燃烧,点式红外,开路红外,催化燃烧传感器设计,惠斯顿电桥,传感器中毒,只对可燃性气体起反应,中毒,(H,2,S,硅元素,氟利昂,氟化碳氢化合物,),会降低灵敏度,催化燃烧传感器,至少需要,9%,VOL,O,2,才能正确测量,至少,4%,VOL O2,才会爆炸,惠斯顿电桥,优点,使用寿命长，响应较快,受温度、湿度、压力影响小,成本低,可检测多种可燃性气体或蒸气,局限性,传感器易中毒,需一定量的氧气,高浓度气体下使用寿命将缩短,视环境需定期维护,优点与局限性,热传导传感器原理,26,气体由于热交换而引起温度不平衡,这个温度差异被电子放大并相应的被显示成气体的浓度值,惠斯顿电桥,优点,检测范围大,局限性,非特定性，与其他化合物有交互敏感作用,无法检测热导接近,1,的气体,(NH3,CO,NO,O2,N2,等）,热导低于,1,的气体难以检测，输出信号非线性,优点与局限性,点式红外检测原理,两个探头敏感性对应不同波长范围,可燃性气体会吸收某一波段的红外线,到达两个探头的红外线强度之差转换成气体浓度,优点,精度高，响应极快,传感器寿命长,探头不会中毒,可在高浓度气体或缺氧环境下工作,低维护性，无需频繁标定,局限性,不适合氢气检测,成本略高,优点与局限性,开路红外检测原理,双光束概念,参比光束,吸收光束,测量值,%LEL.,米,优点,有精度高，响应极快,传感器寿命长,探头不会中毒,可在高浓度气体或缺氧环境下工作,低维护性，无需频繁标定,局限性,与点式红外比，不能确定漏源,成本高,发射源及探测器间需无障碍通路,优点与局限性,毒气影响,窒息,腐蚀,血液和神经系统,一氧化碳，甲烷，氮气， 氢气,丁烷，丙烷,燃料气，酸性气体， 氨气，二氧化硫,甲醛，溴和氯气，氟化氢,含氮气体，光气，盐酸,一氧化碳，硫化氢， 氰化氢，汽油，苯,甲苯，溴甲烷，氯仿,一氧化二氮（笑气）， 乙醚，铅，汞,有毒物质,缺氧的影响,CO,2,对人的影响,CO,的影响,H,2,S,的影响,定义,PPMPart Per Million (0,000.1 vol%),PPBPart Per Billion (0,000.000.1 vol%),TLV,阈限值,TWA,时间加权平均值,(8 hrs),LTEL,长期暴露限值,(8 hrs),STEL,短期暴露限值,(15 min),T,90,响应时间,毒气测量方法,电化学,测毒管,(,试剂,),半导体,PID,光电离探测器,声光红外,电化学,O,2,传感器,隔膜,对电极,氧气,隔膜,信号,7-15 mV,工作电极,电解液,KOH,Pb,金,电化学 CO 传感器,对电极,隔膜,隔膜,OP,参考电极,工作电极,Electrolyte,6N H,2,SO,4,参考电压,二氧化碳,信号,OP,铂,铂,铂,电化学,H,2,S,传感器,对电极,隔膜,隔膜,OP,参考电极,工作电极,电解液,6N H,2,SO,4,参考电压,信号,硫化氢,OP,金,铂,金,优点,高灵敏度,线性输出,选择性好,局限性,存放期有限,极度干燥或高浓度气体环境下寿命短,优点与局限性,金属氧化半导体原理,氧离子分布在半导体材料表面,气体存在时会消弱电极间的电阻,电阻变化与气体浓度按比例转换,优点,工作温度范围大,寿命长,局限性,非特定型，易受干扰,线性差,湿度对精度有影响,易中毒,优点与局限性,RH,ISOBUTEN,0,0 ppm,RH,e,-,RH+,h,x,v,13.4,气体在反应室被紫外灯泡电离,离子运动产生电流,电流与气体浓度成正比关系,+,-,光电离（,PID,）检测原理,优点,可检测,VOC,局限性,成本高,只能检测,VOC,的总量,优点与局限性,声光红外原理,气体吸收的红外射线产生声波，通过扩音器探测到这个声音强度并转换成气体浓度,热源,红外辐射,测量室,麦克风,滤光器,断路器,气体,声波,气体进,/,出,优点,检测范围大,高灵敏度,线性输出,选择性好,局限性,单点成本高,优点与局限性,Ultima,XE,气体检测仪,Ultima,X,系列气体检测仪,Ultima,XA,气体检测仪,Ultima,X,IR,气体检测仪,Ultima,X,系列气体检测仪,Ultima,XL/XT,气体检测仪,Ultima,X,3,气体检测仪,Ultima,X,系列气体检测仪,创新的设计,两项专利技术,可监测气体范围广泛,可燃气（催化燃烧，点式红外）,毒气 （电化学）,氧气 （电化学）,Ultima,-X,特点,碳酸聚酯,NEMA,外壳,316,不锈钢隔爆外壳,UL,、,CSA,、,ATEX,、,CCCF,、,CCS,认证,Ultima,-X,特点,传感器可热插拔,智能传感器可互换,世界一流的设计,世界一流的设计,单块线路板,高可靠性,易于维护,外壳和线路板是通用的,-,催化燃烧、电化学、红外,多孔进线接口,-,易于安装,艺术级的显示,3,位,LCD,轮流显示测量值和气体类型,通过滚动信息指示故障情形,LED,指示灯可选,现场可编程继电器,3,个报警继电器,1,个故障继电器,通过控制器可选择,报警等级,锁定,/,非锁定,向上量程,/,向下量程,继电器连接,常开,/,常闭,励磁,/,非励磁,Thank You!,