可燃气体检测原理

劳动保护杂志99#1138在前两次讲座中,我们着重介绍了有机气体检测仪(光离子化检测器)及其在职业安全与卫生等方面的应用。按顺序下面我们将着重讨论其它无机有毒有害气体检测仪的原理和应用。但实际上,我们很难将有毒有害气体简单地分为有机、无机两大类。因为在现实情况中,安全和卫生工作中遇到的气体很多都是有机无机气体的混合物。只是由于各种原因,目前我们对于有毒有害气体的认识还更多地集中于可燃气体、可以引起急性中毒的气体如硫化氢、氰氢酸等,以及某些常见的有毒气体如一氧化碳等,因此,本文将首先着重介绍这类气体检测仪,并在下一讲综合目前的情况对各类有毒有害(无机/有机)气体检测仪的选用提出建议。气体检测仪的关键部件是气体传感器。气体传感器从原理上可以分为3大类:p利用物理化学性质的气体传感器:如半导体式(表面控制型、体积控制型、表面电位型)、催化燃烧式、固体热导式等。p利用物理性质的气体传感器:如热传导式、光干涉式、红外吸收式等。p利用电化学性质的气体传感器。如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等。根据危害,我们将有毒有害气体分为可燃气体和有毒气体两大类。由于它们性质和危害不同,其检测手段也有所不同。11可燃气体及其检测可燃气体是石油化工等工业场合遇到最多的危险气体,它主要是烷烃等有机气体和某些无机气体,如一氧化碳等。可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件,那就是:一定浓度的可燃气体,一定量的氧气以及有足够热量点燃它们的火源,这就是爆炸三要素(如图1所示的爆炸三角形),缺一不可,也就是说,缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸。当可燃气体(蒸气、粉尘)和氧气混合并达到一定浓度时,遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。我们把可燃气体遇火源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限,一般用百分数(%)表示。实际上,这种混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸的,而要有一个浓度范围。如图2所示的阴影部分。当可燃气体浓度低于LEL(最低爆炸限度)时(可燃气体浓度不足)和其浓度高于UEL(最高爆炸限度)时(氧气不足)都不会发生爆炸。不同的可燃气体的LEL和UEL都各不相同(参见第八期的介绍),这一点在标定仪器时要十分注意。为安全起见,一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出警报,这里,10%LEL称作警告警报,而20%LEL称作危险警报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。需要说明的是,LEL检测仪上显示的100%不是可燃气体的浓度达到气体体积的100%。而是达到了LEL的100%,即相当于可燃气体的最低爆炸下限,如果是甲烷,100%LEL=4%体积浓度(VOL)。在工作中,以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式检测仪。它的原理是一个双路电桥(一般称作惠斯通电桥)检测单元。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质,不论何种易燃气体,只要它能够被电极引燃,铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变,这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例,通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。如图3所示。直接测量可燃气体的体积浓度的热导式VOL检测仪也可以在市场上得到,同时,也已经有了LEL/VOL合二为一的检测仪。VOL可燃气体检测仪特别适合于在缺氧(氧气不足)的环境中测量可燃气体的体积浓度(VOL)。21有毒气体及其检测有毒气体既可以存在于生产原料中,如大多数的有机化学物质(VOC),也可能存在于生产过程的各个环节的副产品中,如氨、一氧化碳、硫化氢等等。它们是对工作人员造成危害最大的危险因素。这种危害不仅包括立即的短期的伤害,如身体不适、发病、死亡等等,而且包括对于人体长期的危害,如致残、癌变等等。对于这些有毒有害气体的检测是我们发展中国家应当开始引起充分重视的问题。目前,对于特定的有毒气体的检测,我们使用最多的是专用气体传感器。它可以包括上面所列的所有气体传感器,气体检测仪器知识讲座(三)

半导体可燃气体探测器原理

引言：

半导体可燃气体探测器是一种常见的气体检测仪器，广泛应用于工业、家庭和公共场所。它可以快速、准确地检测可燃性气体的浓度，从而及时采取措施防止火灾和爆炸事故的发生。本文将介绍半导体可燃气体探测器的工作原理。

一、半导体传感器原理

半导体可燃气体探测器的核心部件是半导体传感器。半导体传感器由两个电极、气敏元件和电路组成。气敏元件通常由金属氧化物或半导体材料制成。当可燃气体进入传感器内部，会与气敏元件表面发生化学反应，改变元件的电学特性。

二、电阻式传感器工作原理

电阻式传感器是半导体可燃气体探测器中最常见的一种。它的工作原理基于气敏元件的电阻随着气体浓度的变化而改变。当没有可燃气体存在时，气敏元件的电阻保持在一个相对稳定的范围内。但当有可燃气体进入传感器时，气敏元件的电阻会发生明显变化。这是因为可燃气体与气敏元件表面的化学反应导致电子的输运性质发生改变，进而影响电阻值。

三、工作原理详解

半导体传感器的工作原理可以分为两个阶段：加热阶段和检测阶段。

1. 加热阶段：

半导体传感器的加热阶段是为了提高传感器的灵敏度和稳定性。加热电路会通电产生热量，使传感器的工作温度升高到一定范围。在这个温度下，传感器的电阻值保持在一个相对稳定的范围内。

2. 检测阶段：

当加热阶段完成后，传感器进入检测阶段。此时，可燃气体进入传感器并与气敏元件表面发生化学反应。这种化学反应会改变气敏元件的电阻值。探测器内部的电路会测量和记录电阻值的变化，并将其转化为相应的气体浓度。

四、工作特点

半导体可燃气体探测器具有以下特点：

1. 灵敏度高：

半导体传感器对可燃气体具有很高的灵敏度，能够快速、准确地检测低浓度的可燃气体。

2. 响应速度快：

半导体可燃气体探测器的响应时间一般在几秒钟到几分钟之间，可以实时监测气体浓度的变化。

3. 使用方便：

半导体可燃气体探测器体积小巧、重量轻，便于携带和安装。同时，它的操作简单，不需要复杂的调试和维护。

气体检测仪使用流程简介

1、范围:

本规程规定了设备启动前，对罐内气体实施检测，四合一气体检

测仪的检查准备，检测操作步骤及安全注意事项。

本规程适用于机械清洗项目对各类储油罐清洗前的气体检测操作。

2. 气体检测仪检测前的检查准备

2.1检查电池电量是否充足（3.3V以上），不充足及时充电；

2.2检查进气口气滤有无杂物堵住，堵住需清理干净或更换；

3、操作步骤：

3.1开机操作：

3.1.1按［MODE］键并保持1秒，LCD显示“on”，LED亮，峰鸣器响一声，仪器开机;

3.1.2LCD显示版本号，同时进行预热和自检。

3.1.3预热和自检完成致10秒倒计时结束，仪器进入检测模式，确认仪器正常运行。

3.1.4确认确实在抽新鲜空气，确认氧气指示的指示值确实为20.9%。

3.1.5将取样管端部插入测试点中，待测试值变化稳定后，读数并记录。

3.1.6从测试点中拿出取样管，置于空气中，待LED显示值回复到空气中状态后，再进行下一测试点测试。

3.2关机操作：

3.2.1按住按键不放，LCD显示5秒倒计时，倒计时结束后LCD显“off

，随后仪器无显示，仪器关机。

4.注意事项：

4.1仪器更换电池或简单维修时应在安全场所进行。

4.2传感器和仪器要注意防水和杂质。

4.3仪器长期不工作时，应关机，置于干燥、无尘、符合储存温度的环境中。

可燃性气体检测仪的组成部分

可燃性气体检测仪由检测和探测两部分组成，具有检测及探测功能。下面给大家分享下可燃气体检测仪的检测部分的原理知识：

可燃性气体检测仪检测部分的原理是仪器的传感器采用检测元件与固定电阻和调零电位器构成检测桥路。桥路以铂丝为载体催化元件，通电后铂丝温度上升至工作温度，空气以自然扩散方式或其它方式到达元件表面。当空气中无可燃性气体时，桥路输出为零，当空气中含有可燃性气体并扩散到检测元件上时，由于催化作用产生无焰燃烧，使检测元件温度升高，铂丝电阻增大，使桥路失去平衡，从而有一电压信号输出，这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比，信号经放大，模数转换，通过液体显示器显示出可燃性气体的浓度。

探测部分的原理是当被测可燃性气体浓度超过限定值时，经过放大的桥路输出电压与电路探测设定电压，通过电压比较器，方波发生器输出一组方波信号，控制声，光探测电路，蜂鸣器发生连续声音，发光二极管闪亮，高温干燥箱发出探测信号。从可燃性气体检测仪原理可以看出如果出现电磁干扰会影响探测的信号，出现数据偏差;如果出现碰撞、震动从而造成设备断路会现探测失灵；如果环境过分潮湿或设备进水，也有可能会引起可燃性气体检测仪出现短路，或线路电阻值发生变化，出现探测故障。