可燃气体检测仪简介

2020-05-06 11:39:43 上海京工 43

许多大型爆炸事故,由于可燃气体泄漏引发的爆炸。现在各个消防队、安防施工人员基本都配备了可燃气体检测仪,能方便快速检测出数据,一旦到达易燃下限就报警,到达爆炸下限报警声会变得急促。

在介绍可燃气体检测仪之前,我先解释以下名词:气体检测仪、可燃气体、爆炸的条件、燃点温度、LEL的本质含义、可燃气体爆炸下限。

1.      什么是气体检测仪?

气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具,主要是指便携式/手持式气体检测仪;主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。

2.      什么是可燃气体?

1)      指能够与空气(或氧气)在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气。

2)      遇到火源会发生爆炸。

3)      燃烧过程中释放出大量能量的气体。

有哪些属于可燃气体:

气体检测仪


3.  爆炸的条件:燃烧物+点燃源+氧气=燃烧(爆炸)

燃烧物:可燃气体&蒸汽(如甲烷)、易燃尘(如煤灰)



点燃源:电火花和闪点、摩擦热量和闪点、热源、静电


氧气(氧气: 空气中大概21%)


4.  燃点温度:物质在没有任何外界点火源(比如电火花)的干扰下,发生自燃的温度。

气体检测仪


5.  LEL的本质含义:

爆炸下限LEL(Lower Explosive Limit ):混合气中的可燃气的含量不足不能引起燃烧或爆炸;

易燃下限LFL(Lower Flammable Limit);

可燃性气体的浓度过低或过高它是没有危险的,它只有与空气混合形成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸。

6.  可燃气体爆炸下限:

丙酮(Acetone)25%

乙炔(Acetylene)2.5%

甲烷(Methane)5%

乙醇(Ethanol)3.3%

气体探测器检测原理


气体检测仪



1.不锈钢外壳

2.金属隔爆片

3.有毒有害气体

4.测量电极

5.参比电极   

6.辅助电极

当被检测气体透过隔爆片半透膜后,在Sensing测量电极上通过电解液,在外电路恒定的电解电压下电离,各类型检测探头其离子反应式如下:

H2S           H2S+4H2O→H2SO4+8H++8e-;

CO            CO+H2O→CO2+2H++2e-;

H2            H2→2H++2e-;

SO2           SO2+2H2O→H2SO4+2H++2e-;

PNO2          NO2+2H++2e-→NO+H2O;

CL2           CL2+2H+2e-→2HCL;

HCL           HCL→H++CL-;

NH3   12NH3+I2+6H2O→2IO3-+12NH4++10e-;

NO            NO+2H2O→HNO3+3H++3e-。

反应中产生的电离子形成电流,其电流的大小,与被检测气体的浓度成正比。

气体探测器检测原理的核心部件是传感器。

按传感器类型划分为催化燃烧式传感器、电化学传感器、半导体传感器、红外传感器、光离子传感器。


1.  催化燃烧式传感器

催化燃烧式传感器属于高温传感器,其工作原理是气敏材料(如Pt电热丝等)在通电状态下,可燃性气体氧化燃烧或者在催化剂作用下氧化燃烧,电热丝由于燃烧而升温,从而使其电阻值发生变化。
  注意:催化燃烧式GQB-X SmArt Sensor检测的可实现是有条件的,必须保证检测环境中包含足够的氧气,在无氧的环境下这种检测方式可能无法检测任何可燃性气体。
  注意:某些含铅化合物(尤其是四乙基铅)、硫化合物、硅类、磷化合物、硫化氢和 卤代烃可能会使传感器中毒或抑制,如果被检测的环境含有上诉物质应在合同中注明或选用抗上诉物质的GQB-X SmArt Sensor类型传感器。

2.  电化学传感器

电化学传感器属于精密型传感器,电化传感器通过与目标气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成。

注意:某些传感器要求电极之间存在偏压。传感器稳定需要30分钟至24小时,并需要三周时间来继续保持稳定。

注意:多数有毒气体传感器需要少量氧气来保持功能正常。传感器背面有一个通气孔以达到该目的。建议在使用非氧气背景气应用场合中与HRBEAST执行复检。

注意:高湿度及高干旱会影响传感器的使用寿命。瞬间压力变化可能产生一个暂态的传感器输出,也有可能达到误报警状态。

3.  半导体传感器

半导体传感器属于广谱型传感器,其工作原理是金属氧化物半导体的表面在吸收气体后,电阻发生变化。

注意:虽然半导体(固态)GQB-X SmArt Sensor的预期寿命较长,但与其它类型的传感器相比,它们也更易于受到干扰气体的影响。因此,如果应用场合中出现其它背景气体,固态传感器可能会发出错误警报。

4.  红外传感器

红外传感器属于精密型传感器,它具有相当好的测量针对性。目前主要检测低碳链碳氢化合物和CO2。

注意:红外传感器灵敏度高并不表示其准确性较其他类型传感器高。


5.  光离子传感器

光离子传感器PID有一个紫外光源,化学物质在它的激发下产生正、负离子就能被检测器轻易探测到。当分子吸收高能紫外线时就产生电离,分子在这种激发下产生负电子并形成正离子。这些电离的微粒产生的电流经过检测器的放大,就能在仪表上显示ppm级的浓度。这些离子经过电极后很快就重新组合到一起变成原来的有机分子。在此过程中分子不会有任何损坏;PID不会“烧毁”也不用经常更换标样气体。

可燃性气体的工作原理与常规选择


报警仪采用传感器,它与两只固定电阻构成检测电桥,当含有可燃性气体的空气通过吸气泵输送到传感器时,检测元件迅速发生无焰燃烧,产生反应热,使检测元件的热丝电阻值增大,电桥输出一个变化的电压信号。这个电压信号的大小与可燃气体浓度成正比,经过电路放大后,送至转换电路,将模拟量转换成正比于可燃性气体浓度值的数字量,由液晶显示器显示出爆炸下限的百分含量。(如下示例)

中队可以依据辖区内的单位,配备可燃气体检测仪,以下是有些单位常规出现的气体,可以依据易出现的气体选择传感器。

1)  钢厂检测的气体:CO,O2,H2,CH4

2)  电厂检测的气体:LEL,SF6,H2,O2,其他特殊毒气

3)  船厂检测的气体:LEL,O2,CO,H2S

4)  石化检测的气体:LEL,H2S,CO,SO2,CL2,HCL,NO,NO2,苯,酮,醛

举例说明

举例说明(加拿大BW-MC2-W可燃气体检测仪为例)

1.  性能指标:

1)  检测: LEL可燃性气体

2)  校准: 自动校准及校零

3)  背光:  报警及光线微弱自动背光开启

4)  传感器: 既插既用,超薄催化珠燃烧传感器

5)  全功能自检: 每次开机自动检测传感器,电池,电路和报警功能


2.  技术参数

1)  报警种类:  三重报警功能:95dB 声报警,发光二极管广角闪烁和大功率脉冲震动 。

2)  报警提示: 低,高报警,低电量提示,过量程报警,传感器失效提示。

3)  LCD: 连续实时显示被测量气体浓度

4)  工作温度: -20℃至 58℃

5)  工作湿度: 0%至 95%RH(非冷凝)

6)  防护等级: IP66/67

7)  锂电池: 3 小时充电,工作 12 小时

8)  尺寸: 10.7X6.0X2.7cm

9)  重量:160g

10) 数据记录: 默认 15秒记录一次数据,滚动记录 16 小时数据

3.  注意事项

1)  探头的使用和日常维护、标校应由专人负责。

2)  探头安装现场要符合其正常的工作环境、温度和湿度等指标。

3)  探头的工作电压为直流 +20V~+30V,切勿接反电缆线。

4)  标校探头时,通入的气体流量应控制在300ml/min~500ml/min。

5)  探头电流信号输出标校及参数调整,普通操作人员不要轻易调整。

6)  因传感器需要极化稳定时间,所以在探头连续通电4小时或更长时间后,才能进行探头的标校。

7)  每年用压缩空气吹扫传感器隔爆片上的灰尘,隔爆片上的灰尘过多,将影响传感器的进气量。

8)  探头内部如果意外进水,则要将电路板烘干后,重新通电使用。

9)  只有当探头处于安全场所时,才能带电开盖。

10) 更换探头的传感器和变送器电路板,要在探头断电的情况下进行,并且更换后应重新进行标校。

11) 探头如出现故障,用户不要盲目修理。

目前加拿大BW可燃气体探测仪已经升级为MCXL-W,这款也是一款性价比非常高的气体探测器,如果说客户是长期使用,要求质量比较高,我们推荐德尔格可燃气体探测器X-AM2500。X-AM2500本来是一款四合一气体检测仪,也可以用来单独检测客气。使用寿命长,质量更稳定。

X-AM2500可燃气体检测仪BW可燃气体检测仪套件


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