气体检测与监控新版课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《气体检测与监控新版课件.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 气体 检测 监控 新版 课件
- 资源描述:
-
1、第一节第一节 实验室检测与现场监控实验室检测与现场监控第二节第二节 常用气体传感器响应原理常用气体传感器响应原理第三节第三节 传感器的选用传感器的选用第四节第四节 便携式气体检测仪便携式气体检测仪第五节第五节 固定式气体检测报警系统固定式气体检测报警系统第六节第六节 传感器设置与维护传感器设置与维护第七节第七节 泄漏追踪检测与事故应急监控泄漏追踪检测与事故应急监控第一节第一节 实验室检测与现场监控实验室检测与现场监控 实验室检测实验室检测:是指用采样器在作业现场:是指用采样器在作业现场采集气体样品,将采集的气体样品带到采集气体样品,将采集的气体样品带到实验室,用实验室检测仪器对样品进行实验室,
2、用实验室检测仪器对样品进行检测的方法。检测的方法。检测的主要对象是作业场所空气中对人检测的主要对象是作业场所空气中对人体有毒有害的气态物质,如气体和蒸汽体有毒有害的气态物质,如气体和蒸汽 第一节第一节 实验室检测与现场监控实验室检测与现场监控 现场监控现场监控:一是对作业场所空气中有害:一是对作业场所空气中有害气态物质进行的监督性检测;二是用便气态物质进行的监督性检测;二是用便携式检测仪或固定式检测仪对特定场所携式检测仪或固定式检测仪对特定场所进行的监视性检测。进行的监视性检测。检测对象包括有毒有害和可燃可爆气态检测对象包括有毒有害和可燃可爆气态物质。物质。一、常用的实验室型检测仪器一、常用的
3、实验室型检测仪器 1、气相色谱仪气相色谱仪 (1)气相色谱分析法:气相色谱分析法:是一种分离测定多组份是一种分离测定多组份混合物的方法。由分离和检测两部分构成,理化混合物的方法。由分离和检测两部分构成,理化性质(如沸点、极性、相对分子质量等)只有微性质(如沸点、极性、相对分子质量等)只有微小差异的各组份得到有效地分离后,依次送入检小差异的各组份得到有效地分离后,依次送入检测器测定,达到分离、定量分析各组分的目的。测器测定,达到分离、定量分析各组分的目的。分离过程是在固定相和流动相两相之间进行的。分离过程是在固定相和流动相两相之间进行的。用气体作为流动相时,称为用气体作为流动相时,称为气相色谱法
4、气相色谱法;用液体;用液体作为流动相时,称为作为流动相时,称为液相色谱法液相色谱法。(2)气相色谱仪流程示意图:气相色谱仪流程示意图:(4)了解检测器所处环境情况;第六节 传感器设置与维护(6)高分子气体检测器(1)智能气体传感器由气敏阵列、信号处理系统和输出系统组成。按分离机理归类,离子对色谱和离子抑制色谱属于分配色谱,因它们的分析对象都是离子型化合物,所以又常常将它们与离子交换色谱、离子排斥色谱一起统称为离子色谱。(1)应满足工作场所有害物质职业接触限值对采样的要求。(2)系统由检测器和指示报警器组成:不仅能发出报警信号,还能随时指示出气体浓度值。3、有毒气体检测器要求(2)注意使用寿命:
5、LEL检测器的使用寿命一般3年,电化学特定气体的检测器一般12年;(1)应满足工作场所有害物质职业接触限值对采样的要求。(2)浓缩采样法:是指对被测物质进行浓缩或富集的方法,是目前采用最多的方法。(6)高分子气体检测器分离效率高、分析速度快的液相色谱法称为高效液相色谱(HPLC)利用神经网络模式识别技术对混合气体进行气体识别和浓度监控。(3)由于气体分布的不均匀性,必须对空间内上、中、下三个不同高度分别检测;分离过程是在固定相和流动相两相之间进行的。(2)当检测点位于释放源的全年最小频率风向的下风侧时,可燃气体检测点与释放源的距离不宜大于5m,有毒气体检测点与释放源的距离不宜大于1m;一、气体
6、检测报警系统的构成传感器:在各类报警检测仪器中,将被测气体的浓度信号转化成电信号的组成部分称为传感器,它是检测系统的核心部分。(3)气相色谱流出曲线气相色谱流出曲线:各组分由载气携带着:各组分由载气携带着依次通过检测器时,则检测器依次对各组分产生依次通过检测器时,则检测器依次对各组分产生响应,检测器响应信号随时间的变化曲线,称为响应,检测器响应信号随时间的变化曲线,称为色谱流出曲线,通常称为色谱流出曲线,通常称为色谱图色谱图。2、高效液相色谱仪高效液相色谱仪LC3100高效液相色谱仪高效液相色谱仪(5)采样时应避免有害物质直接飞溅入空气收集器内;第六节 传感器设置与维护既要考虑投资的合理性和可
7、接受程度,更要考虑投资的切实效果,以确保安全生产。1、组成:将气体传感器阵列与计算机相结合,组成智能气体探测系统。如一氧化碳、硫化氢等;用液体作为流动相时,称为液相色谱法。(5)光致离子化检测器(3)应满足工作场所环境条件对采样的要求。(1)直接采样法:对现场采集的气体样品不进行任何处理,用注射器、采样袋等直接取回的方法称为直接采样法。(6)高分子气体检测器用液体作为流动相时,称为液相色谱法。第五节 固定式气体检测报警系统用无泵型采样器采样时应避免风扇等直吹。(1)主要用于检测可燃气体或蒸气:检测的浓度范围是0100%LEL,指示值直接反映出与爆炸极限下限的接近程度,有时将此类检测仪称为测爆仪
8、。(1)无可燃性气体时,电桥平衡无信号输出(1)分配色谱的方法原理因此,这些部位都应布置检测点,这些部位的共同点是具有压力且为连接部位。3、有毒气体检测器要求适用于被测物质浓度高的情况2、有毒有害气体:浓度超过某一阈值(或限制)就会对人造成中毒伤害,如氯气、硫化氢、氰化氢、一氧化碳、氨气、二氧化氮等。如果气敏元件的功函数小于吸附分子的电子亲和力时,被吸附的分子将从气敏元件夺取电子,分子带有负电荷,此种吸附称为负离子吸附;(6)在易燃、易爆工作场所采样时,应采用防爆型空气采样器。液相色谱法液相色谱法:以液体作流动相的色谱法称:以液体作流动相的色谱法称为液相色谱法。分离效率高、分析速度快为液相色谱
9、法。分离效率高、分析速度快的液相色谱法称为的液相色谱法称为高效液相色谱高效液相色谱(HPLC)按分离机理归类按分离机理归类,离子对色谱和离子抑制,离子对色谱和离子抑制色谱属于分配色谱,因它们的分析对象都色谱属于分配色谱,因它们的分析对象都是离子型化合物,所以又常常将它们与离是离子型化合物,所以又常常将它们与离子交换色谱、离子排斥色谱一起统称为离子交换色谱、离子排斥色谱一起统称为离子色谱。子色谱。(1)分配色谱的方法原理)分配色谱的方法原理 将固定相液体包覆于惰性载体(基质)上,基于将固定相液体包覆于惰性载体(基质)上,基于样品分子在固定相液体和流动相液体之间的分配样品分子在固定相液体和流动相液
10、体之间的分配平衡的色谱方法,称为分配色谱。平衡的色谱方法,称为分配色谱。由于固定相的液体往往容易溶解到流动相中去,由于固定相的液体往往容易溶解到流动相中去,所以重现性很差,已很少被人们采用。现在所以重现性很差,已很少被人们采用。现在HPLC的固定相是把固定液通过化学键合的方法的固定相是把固定液通过化学键合的方法结合到惰性载体上,制成化学键合型固定相,不结合到惰性载体上,制成化学键合型固定相,不仅解决了流失问题,而且分离效率显著提高。仅解决了流失问题,而且分离效率显著提高。(2 2)仪器结构与原理)仪器结构与原理3、离子色谱法离子色谱法是利用离子交换原是利用离子交换原理,连续对共存多理,连续对共
11、存多种阴离子或阳离子种阴离子或阳离子进行分离、定性和进行分离、定性和定量的方法。定量的方法。(1)离子色谱分析流程图)离子色谱分析流程图 (2)离子色谱图)离子色谱图二、气体样品采集二、气体样品采集 1 1、采集空气样品的基本要求采集空气样品的基本要求(1 1)应满足工作场所有害物质职业接触限值对)应满足工作场所有害物质职业接触限值对采样的要求。采样的要求。(2 2)应满足职业卫生评价对采样的要求。)应满足职业卫生评价对采样的要求。(3 3)应满足工作场所环境条件对采样的要求。)应满足工作场所环境条件对采样的要求。(4 4)在采样的同时应作对照试验,即将空气收)在采样的同时应作对照试验,即将空
12、气收集器带至采样点,除不连接空气采样器采集集器带至采样点,除不连接空气采样器采集空气样品外,其余操作如同样品采集,作为空气样品外,其余操作如同样品采集,作为样品的空白对照。样品的空白对照。(5 5)采样时应避免有害物质直接飞溅入空气收)采样时应避免有害物质直接飞溅入空气收集器内;空气收集器的进气口应避免被衣物集器内;空气收集器的进气口应避免被衣物等阻隔。用无泵型采样器采样时应避免风扇等阻隔。用无泵型采样器采样时应避免风扇等直吹。等直吹。(6 6)在易燃、易爆工作场所采样时,应采用防)在易燃、易爆工作场所采样时,应采用防爆型空气采样器。爆型空气采样器。(7 7)采样过程中应保持采样流量稳定。长时
13、间)采样过程中应保持采样流量稳定。长时间采样时应记录采样前后的流量,计算时用流采样时应记录采样前后的流量,计算时用流量均值。量均值。(8 8)工作场所温度、压力与标准值偏差大时,)工作场所温度、压力与标准值偏差大时,应对温度和压力进行校正,将采样体积校正应对温度和压力进行校正,将采样体积校正到标准状态下的体积。到标准状态下的体积。(9 9)在样品的采集、运输和保存的过程中,应)在样品的采集、运输和保存的过程中,应注意防止样品的污染。注意防止样品的污染。(1010)采样时,采样人员应注意个体防护。)采样时,采样人员应注意个体防护。(1111)采样时,应在专用的采样记录表上,边)采样时,应在专用的
14、采样记录表上,边采样边记录。采样边记录。传感器:在各类报警检测仪器中,将被测气体的浓度信号转化成电信号的组成部分称为传感器,它是检测系统的核心部分。2、气态样品的采集方法(5)光致离子化检测器(2)应满足职业卫生评价对采样的要求。1、事故应急监控:在含有可燃气体、易燃液体、有毒气体、有毒挥发性液体的生产设备或储存装置发生事故泄漏时,检测气态物质扩散的范围及扩散速度,划定安全区域,为应急救援行动提供信息的检测,即事故应急监控。既要考虑投资的合理性和可接受程度,更要考虑投资的切实效果,以确保安全生产。(1)系统由检测器和报警器组成:当气体浓度达到报警浓度时,发出报警信号,但不能指示浓度的具体数值。
15、(5)采样时应避免有害物质直接飞溅入空气收集器内;(4)氧气浓度检测仪,用于受限空间场所检测。实验室检测:是指用采样器在作业现场采集气体样品,将采集的气体样品带到实验室,用实验室检测仪器对样品进行检测的方法。如一氧化碳、硫化氢等;(2)按制作方法和结构形式分为:烧结型、薄膜型、厚膜型等;如果气敏元件的功函数小于吸附分子的电子亲和力时,被吸附的分子将从气敏元件夺取电子,分子带有负电荷,此种吸附称为负离子吸附;用液体作为流动相时,称为液相色谱法。几种常见气体的阈限值见表3-5.按分离机理归类,离子对色谱和离子抑制色谱属于分配色谱,因它们的分析对象都是离子型化合物,所以又常常将它们与离子交换色谱、离
16、子排斥色谱一起统称为离子色谱。第五节 固定式气体检测报警系统(2)注意使用寿命:LEL检测器的使用寿命一般3年,电化学特定气体的检测器一般12年;一、气体检测报警系统的构成第七节 泄漏追踪检测与事故应急监控(5)光致离子化检测器(4)人员进入受限空间后,还要对空间的气体成分进行连续不断地检测。2、气态样品的采集方法、气态样品的采集方法(1)直接采样法直接采样法:对现场采集的气体样品不进行:对现场采集的气体样品不进行任何处理,用注射器、采样袋等直接取回的方法任何处理,用注射器、采样袋等直接取回的方法称为直接采样法。适用于被测物质浓度高的情况称为直接采样法。适用于被测物质浓度高的情况(2)浓缩采样
17、法浓缩采样法:是指对被测物质进行浓缩或富:是指对被测物质进行浓缩或富集的方法,是目前采用最多的方法。分为溶液吸集的方法,是目前采用最多的方法。分为溶液吸收法、吸附剂填充管法、固定点采样法和个体计收法、吸附剂填充管法、固定点采样法和个体计量采样法。量采样法。三、气体检测方法三、气体检测方法 (1)气相色谱法)气相色谱法 (2)紫外光谱法)紫外光谱法 (3)红外气体吸收法)红外气体吸收法 (4)定电位电解法)定电位电解法 (5)原子吸收光谱间接法)原子吸收光谱间接法 注意注意:在实际的安全检测工作中,要使检测结果:在实际的安全检测工作中,要使检测结果具有可比性、权威性,应尽量采用国家发布的标具有可
18、比性、权威性,应尽量采用国家发布的标准检测方法。准检测方法。第二节第二节 常用气体传感器响应原理常用气体传感器响应原理 传感器传感器:在各类报警检测仪器中,将被测气体:在各类报警检测仪器中,将被测气体的浓度信号转化成电信号的组成部分称为传感的浓度信号转化成电信号的组成部分称为传感器,它是检测系统的核心部分器,它是检测系统的核心部分。传感器分类传感器分类:1、从检测对象角度、从检测对象角度 (1)可燃气体检测器)可燃气体检测器 (2)有毒气体检测器)有毒气体检测器 2、从检测器的响应原理、从检测器的响应原理 (1)接触燃烧式检测器)接触燃烧式检测器 (2)气敏半导体式检测器)气敏半导体式检测器
19、(3)电化学式检测器)电化学式检测器 (4)红外吸收式检测器)红外吸收式检测器 (5)光致离子化检测器)光致离子化检测器 (6)高分子气体检测器)高分子气体检测器3、从检测器采样的方式、从检测器采样的方式(1)吸气式:利用泵吸作用将被测气体吸入,)吸气式:利用泵吸作用将被测气体吸入,流经产生信号的部位,通常灵敏度较高,响流经产生信号的部位,通常灵敏度较高,响应时间较短;应时间较短;(2)扩散式:利用浓度差的推动力,被测组分)扩散式:利用浓度差的推动力,被测组分通过扩散进入到产生信号的部位处,响应速通过扩散进入到产生信号的部位处,响应速度受扩散速度的制约,一般响应时间稍微长度受扩散速度的制约,一
20、般响应时间稍微长些。固定式检测报警系统多数采用。些。固定式检测报警系统多数采用。便携式便携式固定式固定式扩散式检测器扩散式检测器泵吸式检测器泵吸式检测器一、光离子化检测仪一、光离子化检测仪检测原理图检测原理图二、接触燃烧式检测器二、接触燃烧式检测器分为两种:分为两种:(1)直接接触燃烧式检测器)直接接触燃烧式检测器(2)催化接触燃烧式检测器)催化接触燃烧式检测器 两种检测器实现浓度信号和电信号转换的过两种检测器实现浓度信号和电信号转换的过程都是在程都是在惠斯顿平衡电桥惠斯顿平衡电桥上完成的,因其响应过上完成的,因其响应过程都与热敏电阻温度有关,所以又称为热学式检程都与热敏电阻温度有关,所以又称
21、为热学式检测器。测器。1、接触燃烧式检测器原理图、接触燃烧式检测器原理图5m,有毒气体检测器距离其释放源不宜大于1m;LC3100高效液相色谱仪3、从检测器采样的方式(6)高分子气体检测器用液体作为流动相时,称为液相色谱法。液相色谱法:以液体作流动相的色谱法称为液相色谱法。第四节 便携式气体检测仪第七节 泄漏追踪检测与事故应急监控第三节 传感器的选用按分离机理归类,离子对色谱和离子抑制色谱属于分配色谱,因它们的分析对象都是离子型化合物,所以又常常将它们与离子交换色谱、离子排斥色谱一起统称为离子色谱。1、组成:传感器、信号处理、控制器、数字显示、声光报警等组成,如果具有监控功能,还应有与外控开关
22、连接的信号输出部分。(1)主要用于检测可燃气体或蒸气:检测的浓度范围是0100%LEL,指示值直接反映出与爆炸极限下限的接近程度,有时将此类检测仪称为测爆仪。(7)采样过程中应保持采样流量稳定。第五节 固定式气体检测报警系统2、仪器型号(4)氧气浓度检测仪,用于受限空间场所检测。二、智能型检测报警系统(2)催化接触燃烧式检测器(4)氧气浓度检测仪,用于受限空间场所检测。将固定相液体包覆于惰性载体(基质)上,基于样品分子在固定相液体和流动相液体之间的分配平衡的色谱方法,称为分配色谱。事故应急监控要求实时显示被测地点危险气态物质的浓度及其变化情况,以便为应急救援行动提供信息支持,所以要求检测速度要
23、快。(11)采样时,应在专用的采样记录表上,边采样边记录。检测原理检测原理:(1)无可燃性气体时,电桥平衡无信号输出)无可燃性气体时,电桥平衡无信号输出(2)有可燃性气体时,通电后电流加热测量)有可燃性气体时,通电后电流加热测量电阻,达到燃点就燃烧,释放出的热量加电阻,达到燃点就燃烧,释放出的热量加热测量电阻,使其温度升高,阻值增大,热测量电阻,使其温度升高,阻值增大,电桥偏离平衡状态,电桥输出电信号,电电桥偏离平衡状态,电桥输出电信号,电信号的大小与可燃气体的浓度成正比。信号的大小与可燃气体的浓度成正比。三、半导体气敏检测器三、半导体气敏检测器 1、气敏原件气敏原件:主要由金属氧化物或高分子
24、半导体:主要由金属氧化物或高分子半导体材料制成,气敏元件接触待测气体时,其电阻或材料制成,气敏元件接触待测气体时,其电阻或导电性发生改变,其变化值与气体浓度相关。导电性发生改变,其变化值与气体浓度相关。2、半导体气敏检测器分类半导体气敏检测器分类 (1)按基体材料分为:金属氧化物系、有机高分)按基体材料分为:金属氧化物系、有机高分子半导体系、固体电解质系;子半导体系、固体电解质系;(2)按制作方法和结构形式分为:烧结型、薄膜)按制作方法和结构形式分为:烧结型、薄膜型、厚膜型等;型、厚膜型等;(3)按产生信号的机理分为:电阻型、电容型、)按产生信号的机理分为:电阻型、电容型、二极管特性型、晶体管
25、特性型、频率型等。二极管特性型、晶体管特性型、频率型等。3、电阻型半导体气敏检测器响应原理电阻型半导体气敏检测器响应原理 测定时,半导体气敏元件被加热到某一稳定测定时,半导体气敏元件被加热到某一稳定状态,气体接触气敏元件表面被物理吸附,失状态,气体接触气敏元件表面被物理吸附,失去其运动动能,其中一部分分子蒸发,剩下的去其运动动能,其中一部分分子蒸发,剩下的分子被吸附在固定处,同时发生电子转移。如分子被吸附在固定处,同时发生电子转移。如果气敏元件的功函数小于吸附分子的电子亲和果气敏元件的功函数小于吸附分子的电子亲和力时,被吸附的分子将从气敏元件夺取电子,力时,被吸附的分子将从气敏元件夺取电子,分
展开阅读全文