
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),隨著全球?qū)Π踩a(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度不斷提高,各國(guó)政府紛紛出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)危化氣體的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和管理提出了更高的要求。
一、定義?
危化氣體檢測(cè)儀表作為一種專門用于檢測(cè)危險(xiǎn)化學(xué)品氣體的儀器設(shè)備,在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、公共安全等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用,其主要功能是精確檢測(cè)環(huán)境中各類危化氣體的成分、濃度以及泄漏狀況,從而為相關(guān)人員提供及時(shí)、準(zhǔn)確的氣體信息,以便采取有效的防護(hù)和應(yīng)對(duì)措施,保障人員生命安全和環(huán)境健康。?
危化氣體檢測(cè)儀表的工作原理基于多種科學(xué)技術(shù),常見(jiàn)的有電化學(xué)原理、催化燃燒原理、紅外吸收原理、半導(dǎo)體原理等。不同的原理適用于檢測(cè)不同類型的危化氣體,各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用范圍。電化學(xué)原理的氣體檢測(cè)儀表,通過(guò)氣體在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流信號(hào)來(lái)檢測(cè)氣體濃度,具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),常用于檢測(cè)一氧化碳、硫化氫、二氧化硫等有毒有害氣體。以一氧化碳檢測(cè)為例,當(dāng)含有一氧化碳的氣體進(jìn)入傳感器時(shí),一氧化碳在工作電極上發(fā)生氧化反應(yīng),釋放出電子,電子通過(guò)外電路流向?qū)﹄姌O,形成電流,電流的大小與一氧化碳的濃度成正比,檢測(cè)儀表通過(guò)測(cè)量電流的大小來(lái)確定一氧化碳的濃度。?
二、按使用方式分類?
根據(jù)使用方式的不同,危化氣體檢測(cè)儀表主要可分為便攜式氣體檢測(cè)儀和固定式氣體檢測(cè)儀。便攜式氣體檢測(cè)儀,如其名稱所示,具有體積小巧、重量輕盈、便于攜帶的顯著特點(diǎn)。它通常設(shè)計(jì)為手持式或可佩戴式,方便工作人員在移動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)隨地進(jìn)行氣體檢測(cè)。這種檢測(cè)儀操作簡(jiǎn)便,只需簡(jiǎn)單的操作步驟即可啟動(dòng)檢測(cè)功能,能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出周圍環(huán)境中的危化氣體濃度。它還具備實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)的功能,讓工作人員能夠直觀地了解當(dāng)前的氣體狀況。一旦檢測(cè)到氣體濃度超過(guò)預(yù)設(shè)的安全閾值,便攜式氣體檢測(cè)儀會(huì)立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),提醒工作人員注意安全,并采取相應(yīng)的防護(hù)措施,如佩戴防護(hù)裝備、撤離現(xiàn)場(chǎng)等。在石油化工企業(yè)的日常巡檢中,工作人員會(huì)隨身攜帶便攜式氣體檢測(cè)儀,對(duì)生產(chǎn)裝置、管道、閥門等部位進(jìn)行檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的氣體泄漏隱患。?
在市場(chǎng)占比方面,便攜式氣體檢測(cè)儀由于其靈活性和便捷性,在一些對(duì)檢測(cè)靈活性要求較高的領(lǐng)域,如應(yīng)急救援、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、個(gè)人安全防護(hù)等,占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額。隨著人們對(duì)安全生產(chǎn)和個(gè)人防護(hù)意識(shí)的不斷提高,便攜式氣體檢測(cè)儀的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年,便攜式氣體檢測(cè)儀在危化氣體檢測(cè)儀表市場(chǎng)中的占比將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng),尤其是在新興市場(chǎng)和發(fā)展中國(guó)家,其市場(chǎng)潛力巨大。?
固定式氣體檢測(cè)儀則主要安裝在固定的位置,如工廠車間、倉(cāng)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)保監(jiān)測(cè)站等場(chǎng)所,用于對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)的氣體監(jiān)測(cè)。它通常由傳感器、控制器、顯示屏、報(bào)警裝置等部分組成,通過(guò)將傳感器安裝在需要監(jiān)測(cè)的位置,實(shí)時(shí)采集周圍環(huán)境中的氣體信息,并將數(shù)據(jù)傳輸至控制器進(jìn)行分析處理。如果檢測(cè)到氣體濃度超標(biāo),控制器會(huì)立即觸發(fā)報(bào)警裝置,發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),同時(shí)還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息傳輸給相關(guān)管理人員,以便及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。固定式氣體檢測(cè)儀還可以與其他安全設(shè)備,如通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的安全控制。在化工廠的生產(chǎn)車間,固定式氣體檢測(cè)儀可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車間內(nèi)的可燃?xì)怏w和有毒氣體濃度,一旦發(fā)生泄漏,檢測(cè)儀會(huì)立即報(bào)警,并自動(dòng)啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng),排出有害氣體,保障車間內(nèi)的人員安全。?
固定式氣體檢測(cè)儀具有檢測(cè)范圍廣、精度高、穩(wěn)定性好、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。由于其能夠?qū)潭▍^(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定的監(jiān)測(cè),為企業(yè)提供了可靠的安全保障,因此在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。特別是在一些對(duì)氣體檢測(cè)精度和穩(wěn)定性要求較高的行業(yè),如石油化工、電力、制藥等,固定式氣體檢測(cè)儀的應(yīng)用更為廣泛。隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能化的發(fā)展,固定式氣體檢測(cè)儀的市場(chǎng)需求也在不斷增加,未來(lái)其市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí),隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的不斷發(fā)展,固定式氣體檢測(cè)儀將朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的氣體監(jiān)測(cè)和管理。?
三、按檢測(cè)原理分類?
按照檢測(cè)原理的不同,危化氣體檢測(cè)儀表可分為半導(dǎo)體式氣體檢測(cè)儀表、催化燃燒式氣體檢測(cè)儀表、電化學(xué)式氣體檢測(cè)儀表、紅外吸收式氣體檢測(cè)儀表等多種類型。?
半導(dǎo)體式氣體檢測(cè)儀表是利用半導(dǎo)體材料對(duì)某些氣體的吸附和化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致其電導(dǎo)率發(fā)生變化的原理來(lái)檢測(cè)氣體濃度。常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料有二氧化錫(SnO?)、氧化鋅(ZnO)等。當(dāng)這些半導(dǎo)體材料表面吸附到特定的危化氣體時(shí),會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,從而改變材料的電導(dǎo)率。通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率的變化,就可以確定氣體的濃度。這種檢測(cè)儀表具有成本低、靈敏度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),能夠快速檢測(cè)出環(huán)境中的多種危化氣體,如甲烷、一氧化碳、硫化氫等。它也存在穩(wěn)定性較差、受環(huán)境影響較大的缺點(diǎn),對(duì)溫度、濕度等環(huán)境因素較為敏感,環(huán)境條件的變化可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差;每一種傳感器的選擇性都不是絕對(duì)的,容易受到其他氣體的干擾,輸出參數(shù)也不夠穩(wěn)定,因此在計(jì)量準(zhǔn)確要求較高的場(chǎng)所應(yīng)用受到一定限制。在一些對(duì)檢測(cè)精度要求不高的民用場(chǎng)合,如家庭燃?xì)庑孤z測(cè)等,半導(dǎo)體式氣體檢測(cè)儀表得到了廣泛應(yīng)用。?
催化燃燒式氣體檢測(cè)儀表的工作原理是基于可燃性氣體在催化劑的作用下發(fā)生燃燒反應(yīng),產(chǎn)生熱量,使檢測(cè)元件的溫度升高,從而導(dǎo)致其電阻值發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量電阻值的變化,就可以計(jì)算出可燃性氣體的濃度。這種檢測(cè)儀表通常采用白金電阻作為檢測(cè)元件,在其表面制備耐高溫的催化劑層。當(dāng)環(huán)境中存在可燃性氣體時(shí),氣體在催化劑層表面發(fā)生催化燃燒,釋放出熱量,使白金電阻的溫度升高,電阻值隨之增大。檢測(cè)儀表通過(guò)測(cè)量電阻值的變化,經(jīng)過(guò)換算得出可燃性氣體的濃度。催化燃燒式氣體檢測(cè)儀表具有選擇性地檢測(cè)可燃性氣體的特點(diǎn),凡是不能燃燒的氣體,傳感器都不會(huì)產(chǎn)生響應(yīng);其計(jì)量準(zhǔn)確,能夠較為精確地測(cè)量可燃性氣體的濃度;響應(yīng)快速,能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到氣體濃度的變化;壽命較長(zhǎng),在正常使用和維護(hù)的情況下,能夠穩(wěn)定工作較長(zhǎng)時(shí)間。它在安全檢測(cè)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,廣泛應(yīng)用于石油化工、煤礦、燃?xì)獾刃袠I(yè),用于檢測(cè)甲烷、乙烷、丙烷等可燃性氣體的濃度。催化燃燒式氣體檢測(cè)儀表在可燃性氣體范圍內(nèi)無(wú)選擇性,無(wú)法區(qū)分不同種類的可燃性氣體;其暗火工作方式存在引燃爆炸的危險(xiǎn),在一些易燃易爆環(huán)境中使用時(shí)需要特別注意安全;大部分元素有機(jī)蒸汽對(duì)傳感器都有中毒作用,會(huì)影響傳感器的性能和壽命,因此需要定期對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)。?
電化學(xué)式氣體檢測(cè)儀表是利用氣體在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電流信號(hào)來(lái)檢測(cè)氣體濃度。它通常由工作電極、對(duì)電極和參比電極組成,在電解質(zhì)溶液中,當(dāng)被測(cè)氣體擴(kuò)散到工作電極表面時(shí),會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移,形成電流。通過(guò)測(cè)量電流的大小,就可以確定氣體的濃度。電化學(xué)式氣體檢測(cè)儀表具有靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn),能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出低濃度的有毒有害氣體,如一氧化碳、硫化氫、氨氣等。它還可以根據(jù)不同的氣體種類選擇合適的電極材料和電解質(zhì),實(shí)現(xiàn)對(duì)特定氣體的高選擇性檢測(cè)。在化工、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域,電化學(xué)式氣體檢測(cè)儀表被廣泛應(yīng)用于有毒有害氣體的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。這種檢測(cè)儀表的使用壽命相對(duì)較短,一般在 1 - 3 年左右,需要定期更換傳感器;其對(duì)檢測(cè)環(huán)境的要求較高,如溫度、濕度、酸堿度等環(huán)境因素會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性;在檢測(cè)過(guò)程中,電極表面容易發(fā)生污染和腐蝕,需要定期進(jìn)行清洗和維護(hù)。?
紅外吸收式氣體檢測(cè)儀表是根據(jù)不同氣體對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外線具有選擇性吸收的特性來(lái)檢測(cè)氣體濃度。每種氣體都有其獨(dú)特的紅外吸收光譜,當(dāng)紅外線穿過(guò)含有被測(cè)氣體的環(huán)境時(shí),特定波長(zhǎng)的紅外線會(huì)被氣體吸收,導(dǎo)致紅外線的強(qiáng)度減弱。通過(guò)測(cè)量紅外線強(qiáng)度的變化,就可以確定氣體的濃度。紅外吸收式氣體檢測(cè)儀表具有檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出多種危化氣體的濃度,如二氧化碳、甲烷、二氧化硫等。它還可以實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè),不會(huì)對(duì)被檢測(cè)氣體產(chǎn)生干擾。在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、科研等領(lǐng)域,紅外吸收式氣體檢測(cè)儀表得到了廣泛應(yīng)用。其成本相對(duì)較高,設(shè)備價(jià)格較為昂貴,限制了其在一些對(duì)成本敏感的領(lǐng)域的應(yīng)用;對(duì)氣體的預(yù)處理要求較高,需要對(duì)被測(cè)氣體進(jìn)行過(guò)濾、干燥等處理,以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性;檢測(cè)量程有限,對(duì)于高濃度氣體的檢測(cè)存在一定的局限性。