IcS 29.260.20 K 35


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中华人民共和国国家标准

GB/T 20936.2—2017

爆炸性环境用气体探测器 第2部分:可燃气体和氧气 探测器的选型、安装、使用和维护

GaS detectors for explosive atmospheres—Part 2: SeIeCtion, installation W IISe and maintenance Of detectors for flammable gases and OXygen

(IEc 60079-29-2:20()7 * Explosive atmospheresPart 29-2: GaS det ectors "^Selection ? installation. USe and maintenance Of detect ors for flammable gases and OXygen∙ MOD)

2017-12-29 发布

2018-07-01 实施


中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局寿布 中国国家标准化管理委员会发布

目 次

前言……………••………•……•・……“•,…….,…,……………m 引言................

1 范围 ……................................*

2规范性引用文件 ………••…•,…•,•…………………………….……•…..…] 3 术语和定义……•…••…………•…,•………………………………………………  

4气体和蒸气特性、特征和探测的基本信息一,…•…••…•••………,■…••…•…・・7

■L1探测气体或蒸气,,…………………………•—    ..........….∙…•…7

4.2气体和蒸气的…些共性特性…・・       ............•.……………8

4.3探测气体和探测蒸气的差异          

5测量原理…     .................................……*……………………,"………13

6设备选型………一      ....................,…………………………………•….•……13

6.2选型准则一…“… ...........•,………•………13

6.3设备选型的各种影响因素……………………………………………………•.…………•■….•…16 7 气体释放方式……............■.…・…1?

7A 自然释放 ................

7.2建筑物和围墙………,•……・,••…•…・•

7.3不通风的建筑物和围墙一............……………………H

7.4通风的建筑物和围墙…………,……

7.7环境因素…......................

8固定式气体探测系统的设计和安装一…一……     

8.1固定式探测系统的基本安装要素…••…••…,……,••………

&2 监测点位置…,………•,…“…・,   

8.3传感器的校准和维护…………•••…………•………••………••…••.…23 8.4取样管的附加注意事项                 

8.5传感器或取样点的安装注意事项—………・•,•…,……,……………23 &6传感器的安装…………………,,…………………………………24 8.7固定系统的完整性与安全…

9便携式和移动式可燃气体探测器的使用一••…,………•・••…    

9.2便携式和移动式仪表的初始检查和定期检查程序........

9.3便携式和移动式探测器使用指南•,,…  

IO 对操作人员的培训 ........       ……...

IOJ 概述,••・….............................................................

10.2 总体培训i基本限制条件和安全...

IOJ 操作者培调    

1(14 维护培训.......

11维护,例行程序和总体管理控制,……•.•…    

ILl 概述     m ,m∙,32

11.2操作检查........................................................................

1L3 维护 …*.....*****

1L4 传感器..................

11«5 采样系统       

ILS工作现场校准测试和设备

f A (*见世!'降5艮) Wl********* ************************ *************************************** ****φ* ****** 39 附录B (资料性附录)环境参数……-……52 附录C (资料性附录)可燃气探测器典型环境及应用检査表…………………………………………53 附泉D (资料性附录:)可燃气体探测器维护记录            54. 参考文献 .........................…55

GB/T 20936<爆炸性环境用气体探测器》分为若干部分:

——第1部分:可燃气体探测器性能要求;

—一”第2部分「可燃气体和氧气探测器的选型、安装、使用和维护;

-一…第3部分:固定式气体探测系统功能安全指南;

——第4部分:开放路径可燃气体探测器性能要求.

本部分为GB/T 20936的第2部分*

本部分按照GB/T Ll ∙"2009给出的规则起草,

本部分使用重新起草法修改采用IEC 60079^9~2i2007爆炸性环境 第29-2部分;气体探测器 可燃气体和氧气探测器的选型、安装、使用和维护》.

本部分与IEC 60079-29-2:2007相比、在结构上做了如下调整:

——増设4丄广概述'二将41变为4.1

——将623标题修改为“固定式探测器的应用‘二删除条款号6.2.3.1

——将624标题修改为幷移动式和便携式探测器的应用”•将624.2条款号调整为624丄并将 其标题修改为“总则七其他条款号順延;

——将7.5.1条款号调整为46,7.5*2条款号调整为7.?.

本部分与IEC 60079~29~22007的技术性免异及其原因如下:

•…关于规范性引用文件,本部分做了具有技术性差异的调整,以适用我国的技术条件,调整的情 况集中反映在第2章“规范性引用文件"中,具体调整如下:

•增加引用了 GB./T 3836(所有部分);

• 用 GB/T 2900.35 代替 IEC 60050-426、用 GB 3836.1 代替 IEC 60079-O VGB 3836.14 代 替 IEC 6007940,GB/T 3836.11 代替 IEC 60079-20.GBZT 20936J—2017 代替 IEC 60079-29-1 ?

——删除了术语3"响应检査'因已包含在3.16中;

—删除了第5章对工作原理的描述内容,因已包含在附录A中.

本部分做了下列编辑性修改*

…修改了标准名称;

——1章中对于I类设备增加了注.

本部分由中国电器工业协会提岀■

本部分由全国防爆电气设备标准化技术委员会(SAC/TC 9)归口据

本部分起草单位「南阳防爆电气研究所有限公司、国家防爆电气产品质量监督检验中心、中海油天 津化工研究设计院、汉威科技集团股份有限公司、深圳市科陆精密仪器有限公司、重庆梅安森科技股份 有限公司.

本部分主要起草人;张刚、殷红、陈彬、王军、安鹏慧、刘姮云、马剑、胡世强、张丽晓.

当可燃性气体与空气的混合物集聚导致可能对生命或财产造成危害时,可使用可燃气体探测器α 探测器通过探测可燃性气体的存在并发出适当的声光报警降低危险•气体探测器也可以用于启动预防 措施(例如•设备停机、人员疏散及启动灭火程序).

探测器也司用于监测低于燃烧下限的气体环境,低于燃烧下限的气体积聚也会使气体/空气混合物 的浓度达到潜在爆炸水平.用于此目的的气体探测器性能要求在GB/T 20936J..........2017中规定.

然而•在可能岀现可燃性气体的地方,仅靠探测器性能不能确保生命和财产安全..探测器的正确选 型、安装、校准利定期维护’以及对探测技术所受限制的了解,对需要达到的安全水平都有极大影响。只 有通过全面可靠的管理,才能达到安全的目的.

一些气体和所有液体(水除外)的蒸气都具有毒性厂也会对生命造成危害所有可燃性蒸气’即便 浓度只是燃烧下限的很小一部分都可能有毒.GB/T 20936.1-2017涉及的探测器不是专用防毒设 备,如果人员可能暴露于有毒蒸气中,则通常需要附加个人保护措施S- GB/T 20936.1—2017GB/T 20936.2-2()17所涉及的便携式探测器通常附加有特定有毒气体和贫氧气体探测器.用户需注 意,一些其他气体或蒸气的有毒成分会造成轻微贫氧,使用的探测器可能探测不到,或者不能充分探测 到该情况。

GB/T 20936J-~2()17规定了特定可燃气体探测器的通用要求.本部分针对上述内容提供必要的 背景知识。本部分涵盖r气体探测到不间断维护全过程所需的所有功能.不同章节的要求适用范BI不 同,每一章尽可能独立.一些章节的内容虽有重复,但侧重点不同,,表1给出了执行典型任务的相关条 款要求*

1执行典型任务的相关条款要求

适用对象

定义

气体和

蒸气基

本特性

信息

原理

设备

选型

气体释 放特性

便携式 固定式!T

i和移动

i式可燃 ≡≡ I气体探 :I澜器的 願安装「使用

操作人

员培遡

维护、 例行程 序、管 理总控

测量 .原理 《全部 细节) (规范 性》

环境

参数

(资料性》

功能(章节ɔ

3

4.

5

6

7

8

I 9

io

11

附荥A

附录B

授权

÷

+ —f-

令+ 十

^f^

f

+

综合管理

T~

十十十

4~ ~h H~

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÷

÷

造型

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+

十十十

4~ ~f^ 4^

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十十

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+ + +

设计工程/管理

十.*十

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1∙ ∙∙Γ∙ ∙ f∙

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安装工程/管理

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安装、技术的

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十十十

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运行管理

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操作培训

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H~I—F

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1 (续)

适用对象

定义

气体和 蒸气基 本特性 信息

测量

.原理

设备

选型

气体释

放特性

固定式 气体探 测系统 的设计 朝安装

便携式 和移动 式可燃 <体探 测器的 使用

操作人

员培遡

维护、 例行程 序、管 理慈控

测量 原理 (金部 细节) (规范 作)

环境

参数

(资料性}

使用.,校准

÷ + ÷

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+

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修理

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+ 4- ÷ ∙

÷ ÷

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注:* + 十十”必需;

ii÷+w建设;

*+”有用;

_____”不适用.__________________________________________________

本部分提出如何确定维护和校准周期的建议.如果有通用或行业专用强制性规程,则这些规程应 作为最低要求.

爆炸性环境用气体探测器

2部分:可燃气体和氧气 探测器的选型、安装、使用和维护

1范围

GB/T 20936的本部分规定了符合GB/T 209364-2017要求、用于工业应用和商业安全应用的 Ir类可燃气体探测器的选型、安装、安全使用及维护的指南和操作规程建议.

本部分适用于通过惰化排除氧气而不是排除可燃性气体或蒸气实现防爆要求的氧气探测器•

本部分是实践知识的汇总,适用于利用气体传感器的电子信号形成仪表读数,同时启动预设声光报 警,或启动其他装置,或上述动作的组合,显示出现可燃性或潜在爆炸性气体或蒸气/空气混合物的设 备、仪器和系统,由于可燃性气体,空气混合物的集聚可能对生命和财产造成危害.可用这样的设备发 出警吿,作为降低危险的方式。也可用于启动特定的安全措施(例如,设备停机、疏散、启动灭火程序兀

本部分适用于所有新安装的永久装置,如果可行,也适用于在用的永久装置。本部分也适用于新的 或在用的临时装置,

本部分也适用于便携式或移动式探测器(无论其年代或复杂性)的安全使用.由于大部分这种类型 的现代设备还包括贫氧探测和/或特定有毒气体传感器•对于这些设备,也给出了附加指南.

1在危险场所,不能因设备的安装和使用方式使其点燃可燃性气体/空气混合物,因耽要求符合GB 3836J4的 要求*

本部分中可燃性气体应包括可燃性蒸气,有特殊说明的除外.

本部分仅适用于Il类设备(用于工业和商业安全应用*在按≡ GB 383βJ4划分区域的场所使用的 设备)。

本部分的设备包括:

&)固定式探测器;

b)移动式探测器;

C)便携式探测器.

本部分不包括下列设备,但可以提供有用信息:

a) 仅探测不燃性有毒气体的探测器;

b) 仅用于分析或测量的实验或科研设备;

C)媒矿瓦斯气体环境用探测器(.1类设备);

2对于I类设备,按国家蚤煤矿安⅛≡S>的规定%

d) 仪用于过程控制的探测器:

e) 用于炸药制造和加工的探测器;

f) 用于探测由粉尘或薄雾在空气中形成潜在可燃环境的探测器:

g) 不用于点位测量的开放路径探测器∙

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件,凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件.

GB/T 2900.35 电工术语 爆炸性环境用设备(GB/T 29OO.35→OO8 JEC 6005(M26,200IDT)

GB./T 3836(所有部分)爆炸性环境

GB 3836.1 爆炸性环境 第1.部分:设备 通用要求(GB 3836/1 2010<IEC 60079-0:2007. MoD)

GBZT 3836.11 爆炸性环境第H部分:气体和蒸气物质特性分类试验方法和数据 (GB/T 3836.11—2017 JEC 60079-20-1 201OaDT)

GB 3836.14 爆炸性环境 第M部分,场所分类 爆炸性气体环境(GB 3836.14-2014, IEC 60079^.0-1 2008 JDT)

GiVT 20936l52(H7 爆炸性环境用气体探测器第1部分:可燃气体探测器性能要求 (IEC 60079-2942007,MOD)

3术语和定义

GB 3836.1 ft GB/T 2900.35界定的以及下列术语和定义适用于本文件D本部分可作为一个独立 的标准使用,所以GB/T 20936J-2017的一些定义在这里重复给出,便于使用.

3.1

报警设定值 alarm Set Point

探测器预置气体浓度的可调或非可调的设定值,该设定值能够使探测器自动发出信号、报警或其他 输岀功能‘

3.2

大气环境 ambient air

设备周围的正常空气环境,

3.3

吸气式探测器 aspirated apparatus

通过吸入的方式将气体输送至传感器的可燃性气体探测器,例如•通过手动操作或电动案操作, 3.4

催化式传感器CataIytiC SenSOr

依靠电加热催化元件氧化气体而运行的传感器. 3∙5

洁净空气 CIean air

无可燃性气体、干扰物质或污染物质掺入的空气宓

3.6

浓度 COliCeBtration

在规定数量的背景气体或空气中*相关气体或蒸气所占的数量,用合适的单位表示&

注:典型的单位包括体积比(见3,56)、摩尔比、特定物质的燃烧下隈百分比、体'积的Tl万分比(PPm)、体积的十亿分 比(PPb)O

3.7

连续工作式探测器 ContinUOUS duty apparatus

长期供电的可燃性气体探测器,但传感器可连续传感或间歇传感模式工作。

3.8

连续或准连续传感 continuous Or quasPcontinuous SenSiiIg

连续为传感元件供电、连续读取读数或定期频繁读取读数的运行模式∙

3.9

扩散式探测器 diffusion apparatus

在不吸入气流的条件下,通过分子的不规则运动实现将气体从环境中输送到传感器中的探测器.

3.10

剂量dose

吸收或聚集的物质总量,与浓度和暴露时间成正比。

3.11

漂移drift

在恒定的环境条件下,在任意确定的气体体积比下(包括洁净空气),探测器显示值随着时间而发生 的变化签

3J2

电化学传感器 electrochemical SenSor

由气体在电极表面的氧化还原反应引起电解液中电极电气参数变化而运行的传感器,

3J3

防爆设备 explosion PrOteCted apparatus

采用GBZT 3836规定的防爆型式的设备*

3J4

爆炸性气体环境 explosive gas atmosphere

在大气条件下,可燃性物质以气体或蒸气的形式与空气形成的混合物,被点燃后.能够保持燃烧自 行传播的环境

L本定义不包括粉尘和纤维与空气形成的混合物,薄雰也不在本部分之列《

2尽管混合物浓度高于爆炸上限《见3J3不会形成爆炸性环境,但在某些情况下,进行场所分类时.最好视为爆 炸性气体环境.

3坏准大气条件包括高于和依于IOlJkP«120 C为基准点的偏,,该偏差.对可燃性物质爆炸特性产生的影响 可忽略不汁。

3,15

爆炸范围 explosive range

气体或蒸气与空气混合物的浓度在爆炸(可燃)上限和下限之间的范围。

3.16

现场气体检査/响应检查 field CheCk With gas /response CheCk

用试验气体检测传感器的响应信号或产生报警,不进行调零、灵敏度调节或报警等级调节,

3.17

瓦斯 firedamp

矿井中自然存在的可燃性气体,主要成分为甲烷*

3.18

固定式探测器fixed apparatus

在规定场所内要求所有的部件永久安装的探测器,∙

3J9

火焰离子探测器 flame ionisation detector?Fn)

通过在氢火焰中探测气体离子而运行的探测器淳

3.20

火焰温度分析仪 flame IemPeratilre anaIySer FTA

通过探测到的气体火焰温度变化而运行的探测器.

3,21

可燃性气体 flammable gas

按一定比例与空气混合时将形成爆炸性环境的气体或蒸气,

注;本部分使用的木语“可燃性气体”包括可燃性蒸气.

3.22

闪点 HashpoiHt

在标准条件下,液体释放出蒸气的量能够形成班点燃的蒸气/空气混合物时的最低液体温度々

3.23

II 类探测器 group I apparatus

除煤矿瓦斯气体环境之外其他潜在爆炸性气体环境用的探测器.

3.24

红外吸收传感器 infrared absorption SelISor

通过吸收探测到的气体周围的红外辐射而运行的传感器。 3,25

初始标定 initiaIEHbl∙ation

发货前或在现场使用前,由制造商对特定介质、测量范围和应用进行的第…次校准*

3.26

间歇传感 intermittent SenSing

根据预定周期和在预定周期读取的读数对传感器施加电源或流量的运行模式.

3.27

爆炸下限 IoWer explosive Iiinit LEL

空气中的可燃性气体或蒸气的浓度,低于该浓度就不能形成爆炸性气体环境.

1 ½GB∕T 3836√Hs,

2也称燃烧下限(LFL).

3,28

开放路径红外传感器 OPen path infrared SenSor

通过红外光束测量其穿过的开放路径任意位置气体浓度的传感器.

3.29

顺磁氧探测器 ParanlagnetiC OXygen detector

依靠探测气体的磁特性而运行的探测器.

3.30

光离子探测器 PhotokmiSatig (IeteCtor?Pn)

依靠紫外(IJV)辐射电离气态混合物而运行的探测器毋

33

(传感器的)中毒剂 PoiSons (Of SeIISOrS )

导致传感器灵敏度下降或性能失效的物质,包括暂时下降或永久失效。

3.32

便携式探测器 POrtable apparatus

设计制成易于从一处携带到另一处使用的点读式或连续工作式探测器3便携式探测器由电池供 电,包括但不限于:

e)使用者可操作的其他较大探测器.操作时可用手或用背帯肩挎或肩扛的方式,可直接带或不带 手持式探头*

3.33

潜在爆炸性环境 PotelItiaiIy explosive atmosphere

可能形成爆炸的环境(具有潜在的危险性八

注:包括当前气体浓度离F VFLC可燃上限槌由空气務静后会发生爆炸的环境。

3.34

再校准 FeeaIi brat ion

利用已知不改変初始标定参数、气体类型、测量范围、具体应用的气体混合物,进行周期校准以核查 和调节传感器的零点及灵敏度C

3.35

恢复时间 recovery time

传感器入口气体浓度瞬间下降至达到稳定显示之间的时间间隔。

3.36

相对密度 relative density

相同压力和相同温度下气体或蒸气与空气的相对密度(空气等于IJ)).

3.37

释放速率 release rate

释放源本身或液体表面单位时间释放的可燃性气体或蒸气的量。

3.38

分体式传感器 remote SenSOr

与探测器主体不在一起的传感器。

3.39

响应时间 response time

当设备在洁净空气中预热后,将设备进y 11瞬间放入标准试验/(体中,气体浓度发生瞬间变化和响 应达到最终.显示值百分It(X)时的间隔,

3.40

取样管 SamPle Iine

将取样气体输送到传感器的部件(例如,过滤器、气液分离器)会

3.41

取样探头 SamPling PrObe

按要求连接到设备上的独立取样管.设备可附带,也可不附带宓通常较短(例如"m左右).比较坚 硬(也可伸缩),但可用软管连接到设备上疼

3.42

选择性 SeleCtiVity

设备对目标气体的响应与对其他气体响应的比较

注*如果对目标气体的选择性高11結果会清晰.而与其他气体的交叉灵敏度会低,

3.43

半导体传感器 SeilliCOndUCtOr SeIISOr

因探测到吸附在半导体表面的气体引起的电导率变化而运行的传感器*

3.44

灵敏度 sensitivity

通过已知浓度的气体或蒸气时,设备产生的变化比值,

IS本都分中也可指设备能探测到的气体或蒸气浓度的最小变化.

2灵緻度高意味着河以测最较低浓度.

3.45

传感器 SenSOr

内装感应元件,也可包含相关电路的器件.

3.46

传感元件 SenSing element

传感器中的部件,在出现可燃性气体混合物时动作,产生一些物理或化学变化,从而触发测量功能 和/或报警功能冷

3.47

单一位置传感器SlngIe POint SenSOr

能够在单一位置探测气体的传感器淳

3.48

释放源 SollrCe Of release

可燃性气体、蒸气或液体可能释放出来,能形成爆炸性气体环境的部位或地点■

3.49

量程SPaII

设备测量正常试验气体的最大读数*

3.50

点读式探测器 spot reading apparatus

不定时断续工作的探测器(通常间隔时间为5 min或更少),

3.51

热导式传感器 thwmal BmdiKthity SenSOr

通过测量位于测量气体内的电加热元件的热损失,与位于基准气室内类似元件的热损失比较而运 行的传感器.

352

移动式探测器 transportable apparatus

可从…个地方容易地移到另…个地方的非携带式探测器,

3.53

爆炸上限 HPPer expliαsive IimitfUEL

空气中的可燃性气体或蒸气的浓度,高于该浓度就不能形成爆炸性气体环境冬

1 MGB/T3836JE

2也称燃烧上限(UFL)C

3.54

蒸气 VaPOlIr

物质受热受床后由液态或固态变为气态的形式.

注:这是科学定义的简化,本部分仅要求在环境温度和压力下物质低于其沸点或升华点《

3.55

通风 VeiltiIatioIl

由于风力、温度梯度或人工通风(如风扇或排气扇)作用造成的空气流通利亜雙至遗愿穿貞业 行置换的现象■

3.56

体积比 VoIIlme ratio

在特定的温度和压力条件下,气体混合物在混合之前,规定組分的体积与所有组分总体积之比“

注:如果在相同状态下,在混合之前级分的总体积和混合物的体积相等•体积含量和体积浓度被视为同…个值,但 是,由于两种气体或多种气体在相同状态下通常伴有轻微收縮,不常见的轻微膨胀,通常不裸为上述情况.

3.57

零气体zero gas

制造商建议的无可燃性气体、干扰气体和汚染物质的气体,这种气体用于校准/调整探测器零点。

4气体和蒸气特性、特征和探测的基本信息

本章区别了在典型的环境压力和温度下仍是气态的气体和在相应压力或温度下存在有液体的 蒸气。

4.1探测气体或蒸气

4J.1概述

可燃气体探测器的有效运行,不仅取决于其性能,而且也取决于其正确使用“

设备的性能、预期应用的适用性、用户对传感器通用技术和特殊设计有关的限制条件的了解,不能 确保使用传感器就能保证人员、区域或出现或可能出现可燃性气体或蒸气的场所的安全。达到的安全 水平也取决于用户是否了解气体和蒸气的特性和现象的基本知识•

这些知识能使用户确定气体比空气重还是轻.如果蒸气比空气重或具有类似的密度.则气体可能沉 积•如果已知空气流动的方向和速度'则能了解它们如何传播.另外也可能有物理或化学因素也可能 对特定应用(如校准)产生影响*

不仅应警虑需要探测的气体和蒸气•而且不需要探测、但可能出现的气体和蒸气也要挣虑,

允其更加重要的是,当使用取样管时.如果除水之外还有蒸气出现,则可能需要对湿度和温度变化 的影响进行评定*

环境的细微变化,如温度上升或下降.大多数情况会被忽略,尤其是有液体出现产生大最蒸气时,或 蒸气冷凝成雾或进入设备内,会明显改变条件.影响更大。

如果在设备选型、安装、试运行、培训和持续维护阶段不考虑气体和蒸气的这些特性,即使最简单的 设备也会产生错误读数.这样, 一方面会导致错误报警或不正确的动作.另一方面会导致不报警或未能 采取适当的动作。这些因素都会给生命和财产带来更大危害.

…些气体或蒸气会导致某些类型的传感器腐浊或产生其他影响*某些类型的传感器有特定的寿 命.灵敏度会随时间而变化.某些类型的有毒气体传感器和贫氧传感器,以及可燃气体和蒸气探测器, 也会出现这些情况。因此,需要频繁进行响应检查"通常釆用规定的方法,用试验气体或校准气体进行 检査。用于一种类型的气体探测器的试验/校准设备,可能不适用于其他类型的探测器,因此通常需要 进行培训.

4.1.2可能有人员出现的可燃性气体环境监测安全要求

当频繁进入潜在危险场所观察设备读数时,人员会进入已经有竜险的区域,可能需要有效的警告。

设备仪能给出所在取样点的读数,或者,使用取样管时,给出取样管端部的读数,但是在取样点周围 几米范围内都可能形成危险环境。因此在预定工作区域周围应进行多次气体探测,确保工作区域不会 集聚危险气体或蒸气,

如果可能出现蒸气,应在地面上方1 Cm2 Cm处进行一些试验.这样可能在早期阶段探测到一些 小的问题(如少量的液体泄漏),附近所有较低的地点也应进行试验晩

读数仅在采集时有效"情况不断变化,建议频繁采集读数,当出现蒸气(见4.3.2)且温度上升时尤 其如此。

如果在工作区域出现的气体或蒸气浓度范围很大,则会岀现一系列潜在灵敏点,因此需要最低“报 警点,'或“动作点〉

如果有可能出现传感器“中毒物理(例如,硅树脂、含铅汽油、酸等),则对于利用催化燃烧或半导体传 感器的设备,应频繁检查其灵敏度s

在监测环境中可燃性气体和蒸气的同时,也应考虑这样的事实,即除了水蒸气之外许多气体和蒸气 对人有毒害*因此.对特定的气体和蒸气可能需要附加探测器及附加预防措施.

如果可燃气体或蒸气探测器同时还配有高灵敏度的特定有毒气体传感器,则应注意探测器仅会探 测这些特定的有毒气体,通常不会探测其他有毒物质.

与探测可燃性气体紧密相连的是贫氧探测*探测器逋常增加这样的功能。有几种可能的原因会出 现贫氧,有一些是由于有毒物质导致贫氧•这种情况要特别予以重视•因此可能需要附加探测器及附加 预防措施。

因此.开始在危险场所工作之前,建议由工厂的安全员、职业卫生专家或类似人员对环境的潜在毒 性进行专项检查.

4.2气体和蒸气的一些共性特性

所有气体和蒸气通过扩散或者搅动能与其他气体和蒸气完全混合•不能分开"但一些气体和蒸气 在混合时,会相互发生化学反应,

一个区域内气体或蒸气浓度增加是因为更多的物质汇集过来造成的,并不是由于气体或蒸气沉积 增加了浓度。

气体和蒸气一旦混合就不易分开,除非用化学方式或者吸附掉(例如,吸附到活性炭过滤器上〉去掉 一种成分。另外,对于蒸气,可通过增压和/或降温冷凝去除*

纯气体和蒸气的有效密度与其分子质量成正比,混合气体和蒸气的体积没有明显变化"气体和蒸 气混合物的密度可以通过体积比及各种成分的分子量计算得到.如果气体和蒸气的相对密度数据可以 得到,那么可以计算得出气体和蒸气混合物相对密度.

空气的相对分子质量约为29,相対密度为1.假如气体的相对分子质量小于29*其相对密度就小 于L则比空气轻。

比空气轻的气体或蒸气与新鲜空气混合后,其混合物仍然比空气轻,但接近空气。它们往往会上 升.住至它们对新鲜空气的稀粹效果变得微不足道。

比空气重的气体或蒸气与新鲜空气混合后,其混合物仍然比空气重,但接近空气-它们往往会沉积 在凹坑、沟槽处,直至它们対新鲜空气的稀释效果变得微不足道盛

如果释放源及释放源周围的空气比环境空气温度高,即使其相对密度大于1释放形成的混合物还 是会上升。由经验•可知,对于相对密度比空气大10%的气体,受热温升达到30 K时,其相对密度就会 与空气相同。反过来也适用于释放比环境温度低的情况’

由于释放时温度不同以及受正常湍流的影响,相对密度在0.8L2之间的气体混合物宀般可视为 与空气的相对密度相同.因此能在所有方向扩散#

所有可燃性气体:和蒸气都有LELUEL. LELUEL由试验确定,多数气体和蒸气的特性参数 可以在GB/T 383βJ l中査到•这些值不能准确预测.

水蒸气之外的所有蒸气.都不同程度有毒象所有可燃性蒸气浓度远低于LEL25%都是有毒的. 大部分可燃性蒸气浓度低于LEL1%就有毒.气体(空气或氧气除外)会造成窒息(仪仅由于它们稀 释了空气中的氧气含量,对人员造成影响)■其他气体的毒性从轻微到严重有所不同,

当探测特定气体或蒸气时,要注意那些可能存在但没有被探测到的气体或蒸气的潜在毒性*

43探测气体和探测蒸气的差异

探测气体和探测蒸气的主要差异概述如下•

4.3.1气体探测

在一定温度和压力条件下仍是气态的气体.使用的探测方法通常遵循盖斯定律和可预见的规律, 一般人员通过简单的培遡就能满足要求.

气体可以是纯净气体,或者也可形成气体混合物,前提是它们不发生化学反应.不发生反应的气体 混合物成分不会随温度或压力的变化而变化气

用于气体探测的校准和其他测试的气体混合物,可以在高压条件下制备和储存.许多混合物通过 使用干燥或合成的空气作为背景气制备■如果使用专用干燥氮气做背景气,容易反应的气体则趋于保 存更长的时间.除非与传感器不匹配,…般都采用这种方法,

如果需要探测多种可燃性气体(或蒸气)'通常采用一种校准或测试气体及其对应的响应数据.详见 4*32 L

431.2扩散和釆集

有些气体的密度比空气轻,如盆气和甲焼&有些气体的密度和空气大致相同,如一氧化碳、硫化氢、 氯化级、乙焼、乙烯和乙焕孑有些气体的密度比空气重,如氯气、二氧化碳、二氧化硫.、液化石油气、丙烷、 环丙烷和丁烷*

瑕样时,至少应知道这些气体密度的一些测试结果或数据,这有助于探测释放源.

一些可燃性气体(特别是氨气、硫化氢、気化氢、一氧化碳、甲胺和甲醛即使浓度低于常规可燃气 体探测器探测不到的水平,仍有很强的毒性.GBjT 3836.11中列出了这些气体在浓度达到爆炸下限范 围时,可以用常规可燃气体探测器探测到。如果这些气体可能存在,并且区域可能有人员出现,则另外 需要使用单独的特定有毒气体传感器,并尽可能采取其他预防措施,

同时需要注意.有些不燃气体的毒性很强,如氯气、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮•.如果这些气体 可能存在,则需要使用单独的有毒气体传感器,并尽可能采取其他预防措施.

丙焼、丁烷、液化石油气等可燃性气体•在浓度远低于LEL时具有中度的毒性和麻醉性•同样L 些不燃气体•如二氧化碳和一氧化二氮,在可能不会导致明显贫氧的浓度时,也具有潜在毒性*

虽然本条款只涉及到气体探测,但通常不能忽略水蒸气的影响•低温设备突然暴露在温度较高且 潮湿的环境中时就会出现问题,例如,在低温储存放的设备带到常温环境中,或者从设有空调的环境中 带到潮湿的热带或亚热带环境,水在传感器内部或者外部凝結,造成灵敏度暂时失效或者引起其他问 题,直到传感器温度升高并且水气蒸发“下面是电化学传感器的典型情况:当低温传感器薄膜出现冷凝 水后,氧气读数从正常的20.8%20.9%迅速降低到15%或更低,经过一段时间,传感器温度升高达 到环境温度并且传感器薄膜冷凝水蒸发后,灵敏度才会恢复,

有几种类型的传感器•水蒸气也能导致其读数出现较大偏差(见第5章和附录A).

4.3.2蒸气探测

蒸气比气体更复杂*在正常或轻微异常的温度和压力下,与液体或固体共存的气态物质,被认为是 蒸气可蒸气与气体的特性不同,会出现更多的问题.在蒸气可能出现时,需要针对蒸气的特性进行 培虬

液体的蒸发率会随者温度的升髙而增大•在封闭的系统中,随着温度的升高,蒸气(饱和蒸气)可以 达到其最大体积比.这与温度和压力有关,如果有剩余液体.也与液体的量无关紊如果背景气的温度和 压力相同,并且不溶于液体,则蒸气的最大体积比与背景气无关M,

任何温度下蒸气的体积比与绝对压力成反比.因此,压力增加会导致冷凝.

在常压下,通常液体温度每上升IoK时.蒸气的最大(饱和)体积比増加L520液体温度每下降 IoK时,蒸气的最大(饱和)体积比将下降LS20

绝对压力值增加1倍相当于常压下温度降低1K17 K.如果绝对压力降低一半•相当于温度上 升 10 K-17 K.

在正常压力下,蒸气饱'和体积比达到IOOM时的温度称为沸点*

在大气压力下,只有达到或高于沸点,蒸气饱和体积比才能达到1()0%&低于沸点的液体,在空气 中或其他气体中蒸气饱和体积〜定低于100%.

如果新鲜空气持续通过液体表面,或者没有足够的时间达到平衡,那么实际蒸气量会低于预测蒸气 量沦但是在密闭的空间内蒸气数量会达到最大值,特别是在密闭空间内存在缓慢的对流或者通过机械 方式产生对流象

可燃性液体存在闪点,确定闪点的方式与确定爆炸下限的方式不同。在蒸气不被空气流动连续稀 释的情况下,液体表面产生的蒸气与空气混合达到爆炸下限时的温度就是闪点。

所有这些问题都是对蒸气与气体混合物的限制.对于特定浓度的蒸气和气体混合物,在温度下降 或压力增大到某E个阶段时,达到饱和点.而在低于饱和点后液体会开始凝结成薄雾或液体。.对于水 蒸气时则称为“露点L露点用于其他气体•低于露点,任何蒸气和气体混合物的组成会发生变化α

现场校准或测试用蒸气的实际限制条件,主要是现场的最低温度、校准气体或测试气瓶需要的 压力咲

储存压力在2 MPa-3 MPa的探测组件能有效限制爆炸下限,正戊烷(彿点% P )的浓度能限制在 50%爆炸下限‘正己烷(沸点68 E)的浓度能限制在10%的爆炸下限.低于类似沸点的其他物质,也低 于沸点更高的其他物质α

5般来说,戊焼和己烷测试气体可直接适用于石油行业,这也是该行业蒸气的主要成分,然而.对 其他工业领域来说,使用便携式或移动式的校准或探测组件在实验室之外准确探测蒸气,这凡乎是不可 能的

•要避开此问题•应参考某J特定的实际测试气体和蒸气,在实验室确定探测器对不同气体或蒸气的 响应,获得这些数据需要时间且费用很高,一般仅对某一特定模式的探测器确定响应,而不是所有单 元。因此■不同的单元会存在差异.

常规校准有两种不同的方式:

a) 使用校准气体或蒸气正确爆炸下限读数,直接生成被测气体或蒸气的相对响应数据(或通过软 件生成相对响应八

b) 给岀一个虚假的校准气体或蒸气爆炸下限读数,当暴露在被测气体或蒸气中•或者暴露在特定 浓度范围的气体或蒸气中•能读出近似正确的读数.

传感器的相对响应也会随时间的推移而发生变化,特别是对于有明确使用寿命的传感器,或者容易 “中毒,,(由于化学作用失去灵敏度)的传感器.如电化学和催化燃烧传感器,更是如此。

例如.对于催化燃烧传感器,探测过其他气体或蒸气后,对甲烷的响应会发生变化冬在这种情况下, 如果该探测器使用甲烷重新进行了校准,就会修正其他物质对传感器的影响,进而保证探测的准确.

因此,在所有可能使用甲烷的催化燃烧应用中,即使在实际校准中使用了 一些其他气体,也建议使 用甲焼气体作为实际测试和校准程序的试验气体.否则,丙焼、戊烷或己焼也可作为建议使用的校准混 合物.因为相比于其他物质它们的灵敏度反应更敏感C

还应指出的是,催化燃烧传感器对甲焼的敏感性…般高于除氢气之外的其他物质•因此,如果采用 上述a)描述的方式,报警器应设置在较低点上.如果采用上述b)所描述的方式,校准读数设置点应比甲 烷测试气体的爆炸下限高,

気气传感器应使用氢气作为校准气体.

当使用的测试气体或校准气体不是目标气体或蒸气时,建议増加附加安全裕量,采用较低的报警设 点等,弥补上述因素导致的相.对响应数据的不确定性.

4.3.2.2扩散和采样

只有水蒸气比空气轻.有四种蒸气与空气的密度相似,其中三种是易燃的(甲酔、羟胺、瞬和过氧化 氧,后面三种非常少见).

所有其他的蒸气比空气的密度大•大多数蒸气比空气的密度大很多。在释放点,除非加热.这类蒸 气将首先向下流动或聚集在表面,直至和空气完全混合之前,它们都将贴近地面,高度可能只有几厘米, 但却最易岀现可燃性问题.这种情况危害性最大的如凹坑、沟槽和地下管道这些地方,蒸气会从底部向 上喷发,甚至超过几百米的高度,这中情况对进入凹坑和地下管道的工作人员造成严重毒害,

当在相对不受干扰的环境中对可燃性蒸气取样时.一些测试应在非常低的高度进行•最好是离地板 或地面1 Cnl处够

与过量的空气混合后,所有蒸气不论浓度大小都能被发现,其浓度可能远远低于燥妹下限•但是毒 性仍然很大.

如果环境温度低于闪点,则闪点高的可燃性液体蒸气河能无法被探测到夂以4.3*2为例,如果环境 温度低于闪点60 K并且蒸气不被吹走,它才会慢慢接近液体.订以预计到蒸气最高只能达到爆炸下限 的1%8%,

相反.如果温度升高,尤其是在封闭区域,浓度会明显发生变化.根据经验.在封闭空间内温度上升 30 IJ蒸气浓度可能会增加到8倍,原因可能是太阳照射贮存容器造成的,在密闭装置温度很低时探测 不到的蒸气,被加热后,会非常明显地探测出来戏温度上升时,需要频繁探测蒸气.

高分子质量的物质可能出现其他冋题.分子质量越高,扩散的可能性越低.非泵吸式探测器就是 这种情况.非泵吸式探测器用扩散筛防止设备外部和传感器内部点火。特别是.对与催化燃烧式m燃y 体传感器的响应速度和灵敏度会产生不利影响•特别是“抗毒性”的变化,

进行蒸气探测时,由于采样气体可能在探测器及其配件内部凝结,也会产生严重问题,如气体探测 器只能探测到现有的气体或蒸气,而由于设备、或者釆样管的温度明显低于被探测环境的温度产生的薄 雾或冷凝液体,则探测不到.

如果设备或其取样管由于温度太低被冷凝蒸气污染.或者更严重地被可燃性液体污染了,那么在污 染物被清除之前「可能显示错误的、甚至可能导致危险的读数*

432.3毒性及其他注意事项

除水蒸气之外的所有其他蒸气,包括所有非易燃的气体,都有…定的毒性夂所有可燃性蒸气即使浓 度远低于爆炸下限也有毒,大多数蒸气.包括工业领域普遍存在的蒸气,即使浓度远低于爆炸下限的 1%也有毒•因此,如果用常规LEL范围的可燃气体探测器,即使蒸气已到达有毒的浓度,也可能探测 不到,这就需要采取附加预防措施.

4.4贫氧

贫氧探测器经常与可燃气体探测器配置在一起,但不一定和毒气传感器一起配置..在有限的空间 工作时,这样的氧气探测器必不可少。

有些氧气传感器对压力变化有反应,因此,每次使用之前或者海拔高度明显变化时,都需要在新鲜 空气中进行检验并进行必要的调整S

在干燥的空气中,氧气的含量约为2(λ9M(体积比).■典型的贫氧报警值设在19.0%(体积比)〜 19,5⅜(体积比)之间。

如果报警点设为19.0%(体积比),那么氧气含量缺少L9%(体积比)时,报警器应报警;或者用另一 神方式,氧气含量减少初始值的10%时,报警器应报警■在某些情况下,上述措施不能对人身安全提供 足够的保护。

同样地•如果报警点为19.5⅜(体积比)・那么氧气含量缺少L4%(体积比)时,报警器应报警,或者 用另一种方式.氧气含量缺少初始值的7%时,报警器应报警.在某些情况下•上述措施不能对人身安 全提供足够的保护.

使用者仅有探测器探测到可燃性气体或蒸气或贫氧还不够,还需要找出导致贫氣的原因.

产生贫氣有三种基本的物理和化学机理,下面以19.0⅝(体积比}报警设置点为例,加以说明.

4.4.1氧气和固体物质的化学反应

常见的例子是钢铁腐蚀或其他金属生锈.在这种化学反应中,氧气仅是简单地从空气中消耗掉,并 生成固体氧化物.在受限的金属空间内通常发生这种反应.

当报警器在氧气含量为留.5 % (体积比)的空气中ɪ作时•等同于在海拔高度比现有环境高约 65() m的环境中工作,这种环境通常不会对人体健康产生影响洛

4.4卫氧气和气态物质的化学反应

最简单的例子是呼吸、需氧细菌的活动(不是无氧活动)或清洁燃烧。氧含量下降1.4%需要引起报 警,此时二氧化碳含量升高约OJM→这种情况短期内是安全的,也不会对正常人的健康有短期或长期 影响以

然而,如果木材、纸张、煤炭、石油等燃烧导致贫氧,那么,即使在烟雾消失后,氧气含量为19.3%(体 积比)的空气由于量大仍有剧毒,因为一氧化碳和二氧化碳的浓度可能已经超过0.2% (体积比) (2 ()00×10^~" )8

如果同时有PVC.聚氯酯等塑料燃烧,由于有其他燃烧生成物,如氣化氢和籠化氢,大气将有剧毒.

443其他气体或蒸气对空气的稀释

注;只有在严格控制的条件下才建议通过消耗氧气探测气体,否购不建议用这种方法。

贫氧量达到i.4⅝(体积比)需要引起报警,此时其他气体或蒸气增加7%(体积比).所以,需要了 解是什么气体或蒸气导致贫氧•有以下凡种情况:

Q如果造成贫氧的原因是氮气、氯气、氣气或鋭气其中之一惰性气体(或水蒸气)的稀释,那么环 境中加入7%(体积比)的这种惰性气体是非常安全的.这种情况与4.4J.的情况类似。

b)如果造成贫氧的气体是氫气、甲烷(天然气)或乙烷,那么在短时间呼吸这种气体没有问题,但 是如果浓度高于爆炸下限,将会发生爆炸。如果现场有可燃气体探测器和氧气探测器,在达到 这种危险状况之前•报警器已经发出报警信号,

e)如果造成贫氧的气体是乙块、乙烯、丙焼、环丙焼、液化石油气或丁焼,那么人们在这种环境中 仅能生存几秒钟,同时浓度也会超过爆炸下限•如果安装有可燃气体报警器,此时就会先 报警.

a如果造成贫氧的气体是二氧化碳,空气将非常稀薄,在这种环境中人员停留很短时间就会失去 意识.如果环境中同时注入7%(体积比)的任何其他气体或蒸气,造成氧气不足,将会迅速导 致致命危害窯

警示*氧气探测器决不能用CO2含量指示代替氧气含量指示.

这可能导致非常危险的情况•用氧气报警器来监测Co,的产生过程会导致恶性事故,这是由于混 淆了 4,4.2氧气消耗后环境中约(X8⅜(体积比)的CO"产生报警的情况和厌氧过程产生C(A的情况* 4,4.3介绍了后一种情况下,例如在啤酒和红酒酿制过程中増加Co八但是氧气浓度没有减少.或者在人 井中加入厌氧泥夂在这些情况下,同样的报警器直到CON浓度达到(体积比)时才会报警<,

警示:在这种情况下,虽然Co艺浓度很高,一些氧气传感器给出的报警信号浓度却非常小,这也增 加了危险,

在上面的例F中,这意味着氧气的读数将高于实际的氧气浓度∙19∙5%(体积比)的氧气报警只有在 CO,浓度明显高于7%(体积比)时才能被触发

5测量原理

附录A中给出了测量原理的详细描述*

6设备选型

本章、第8章和第9章,包含工厂信息、现场信息和决定的文档—尤其对于大型的固定系统,文档内 容应全面,且便于査询.重要的是,这些档案应随着设备的更新、维修和校准的变化而不断更新.附录 C给出T许多最初决定的典型核对清单.

注:性能标准GH/TM鈴引"抒包括某些基本的环境测试.这些测试中环境限制条件可在附荥打中査到…对 于满足GB/T 20936.1 • 2017要求的设备,测试条件闰能已超岀最低限制条件。对于这种情况,详细信息.独取 证资料.

6J概述

在选择可燃气体探测器时,应考虑环境因素、使用条件的相关:要求以及预定应用情况.应注意有关 人员的安全,有蒸气存在时,应特别注意。有关指南见第4章夺然后,应考虑探测器的特点,特别是注意 探测器的使用要求和输出说明*每种类型的传感器都有不同的使用限制条件,详见第5章或附录A.

L本部分不妨碍使用附亲A规定的探测原理之外的其他探澳技术,也不影响开发新的探测原理"但是探测原 理.成满足特定应用的要求,并保证使用的安金性»

对探测可燃性气体的探测器以及关联设备,需要进行两种试验;

——性能试验:确保设备及量程适用于被探测气体.

2按照GB/T 20936.1-2017规定的性能要求对可燃气体探测器进行评定,是判断探测器是否适用于环境的 基础,

…电气试瘙防止设备自身点燃周围爆炸性环境C

3"可燃气体探溯器需符合GlVT 3836的规定•所有类型的探测器,包括探测其他气体的传感器,都需符合 GB/T38的规定.测试、取证和标志宜符合有关国家规范

警示:按照正常分区取证的探测器不适用于富氧环境,例如,焊接用气体混合物.

6.2选型准则

6.2.1通用准则

6.2.1J 气体探测器选型准则

选择合适的气体探测器应考虑下列因素:

a)测量气体的种类、每种气体的浓度范围、设备的量程和要求的精度;

b)是否存在潜在干扰气体;

C)探测器的特定应用,例如■监控、人员安全、泄漏探测或其他用途;

d) 设备是固定安装、可移动式或便携式;关于这三种类型的优点和限制.见第8章和第9章;

e) 采样系统的类型:扩散式或吸入式,具体要求和限制见6.2.38J

f) 国家标准规定的使用区域划分;

g) 使用区域应符合的环境条件,以及与使用设备技术条件的比较;

h) 传感器和壳体的材料,及其与预期操作环境(腐蚀性、风、雨、冲刷等)的适用性.铜部件不应暴 露在乙焕可能出现的环境,因为会形成爆炸性乙焕化合物;

J特定设备的在使用时需要注意的特征或输出说明;

k) 时间依赖性以及与安全装置和警报器的相互作用(见6.2.L28J)

l) 包括零点检查的校准要求,

m) 安装人员、操作人员、校准人员、维修人员和保护区域内其他人员的职业健康和安全要求淳

无论使用什么类型的传感器,如果出现下列情况,可能导致错误的結果:

-——探测器用于探测未对其校准的气体费

——被测气体没有去除水蒸气或其他干扰蒸气或气体•可能导致负响应W

…一特定传感器类型的响应受到环境条件(没有补偿)变化影响.

气体探测和测量系统的设计应使整个系统的延迟时间小于预定应用要求最大允许的延迟时间,至 少要考虑以下因素十

a) 潜在可燃性气体的释放速率;

b) 采样系统的延迅时间,

C)传感器的响应时间;

d) 数据传输的延迟时间;

e) 报警装置和开关电路的延迟时间;

f) 设备执行时间,例如,关闭阀门、操作;

g) 采取相关决定和人为干预需要的时间;

h) 人员培训程度。

6.2.2探测的气体

气体探测器应对探测的每种气体敏感,并且量程要适合于所有被测气体的浓度范BL宜根据制造 商提供的信息,确定特定探测器的适用性,

警示*导热系数、红外线、电化学、光离子及半导体传感器除了对被探测可燃性气体敏感.也可能对 某些非可燃性气体敏感,而某些探测技术对一些可燃性气体并不敏感"例如,半导体传感器除了对可燃 性气体敏感外,还对水蒸气或可燃性气体燃烧的生成物敏感.建议宜从制造商处获得干扰气体对特定 传感器影响的信息*

使用本部分规定的探测器,通常不能确定可燃性气体混合物中某种单独气体的浓度。一般来说,附 录A规定的传感器会对混合物中多数或所有可燃成分做出响应,但不能确定是哪种气体.

如果在被探测区域可能出现多种气体,则建议选择最不敏感的气体对探测器进行校准。但是厂要注 意确保这样校推过的传感器对其他可能出现的气体也足够灵敏S如果这样不可行,也可选择对可能出 现的不同气体校准过的多个传感器.

当对已知相对浓度的多种气体混合物进行监控时,如果可行,建议尽可能用这种气体混合物进行校 准.如果混合物的组成未知,或者在被探测区域可能岀现多种气体,则建议用最不敏感的气体对传感器 进行校准。

警示;催化探测器对不同的可燃性气体具有不同程度的灵敏度•探测不同气体的响应比率会随时 间变化,尤其是対于甲烷或天然气•*如果在被探测区域可能出现多种气体.咨询制造商取最合适的校准 气体.如果探测气体中包括甲烷气体•使用含甲烷的空气对设备进行核查或校准(见11.2).

探测器安装在危险场所或可能被带到危险场所的部分,应按照GB 3836.1的要求取得与可燃性气 体相适应的防爆合格证,适用于HA11 BIl C类气体,具有相应的温度组别#气体类别的数据在 GBZT 3836.11 中给出。

警示:本部分所涉及的气体探测器通常不是为用于富氧或贫氧的气体环境而设计的,宜避免在这样 的气体环境中使用.例如'在使用气体探测器保护的区域进行乙焕焊接作业时,应特别注意,如果气体 传感器探测到未点燃的含有富霸的乙焕喷射流,就有可能发生不可控的点燃;含富氣的乙焕是特别危险 的气体混合物•

”些技术(尤其是催化探测器)不适合在高度贫氣环境或者惰化的环境中探测可燃性气体, 在氧气浓度有明显变化的防爆场所使用时,需要测氧,测氧的目的是,

一在探测可燃性气体或蒸气时•确保设备正常运行的最小氧浓度;

--E确保不超过允许的氧浓度上限;

•监测氧浓度的任何增加情况,这可能会提高爆炸上限,也可能降低点燃需要的能量'

_人员保护α

可燃性气体的爆炸上限和下限会随温度、压力和氧浓度的变化而变化疔这些环境条件的正常变化 不应明显影响探测器的性能,然而,如果温度、压力或氧含量预期变化较大,宜咨询设备制造商.正常条 件见GB/T 20936.1—2OW( II类探测器八

6.2.3固定式探测器的应用

在设备和其他装置需要进行永久气体检测的区域,宜采用固定式探测器和固定式系统.这些区域 可以是工厂内的静态区域,也可以是运输系统中的动态区域,

一般而言,固定式探测器包括位于危险场所的传感器或取样点,以及可能位于危险场所或非危险场 所(如控制室)的关联设备.设备或系统的所有部件要永久安装,

根据具体应用情况,应对整个系统的适用性进行评定,包括传感器或取样点(见8.2)的选择、大致数 量和位置的选择,以及警报级别和响应时间.可从设备制造商或受过适当培训的人员处获得适当的 建议•

固定安装的探测器可以从电网供电。但是同时采用备用电池系统会提高设备的有效性■

通常有三种主要的固定式探测器:

a) 探测器的传感器和控制单元位于危险场所■这种情况的传感器和控制单元可以组合在一起, 也可以是独立的部件.

b) 探测器有一个或多个独立于控制设备的传感器。这类探测器的独立传感器通常位于危险场 所,连接到位于安全场所的美联控制设备上.

L这是最适合大多数工业领域使用的型式,特别适用于需要快速响应的情况,

C)采样设备"设备通常有…个或多个位于危险场所的取样点,通过由符合采样气体(见84)要求 的材质制成的吸入式取样管连接到传感器上。它比Q或檢规定的类型更适合于取样点的静 态工艺条件•或者取样点的环境不利于或不适宜使用传感器.例如温差较大,另一个优点是可 以将系统的带电部件置于危险场所之外,这样,除了取样管从危险场所引到安全场所处需要使 用阻火器外,不需要满足对危险场所的具体要求,符合要求的阻火器包括烧结金属元件、毛细 孔、或其他用于操作的缝隙遂这些装置可能增加响应时间•珂能受到腐蚀•也易于受到灰尘或 冷凝物的堵塞&这就需要定期进行检査和维护.宜对阻火器进行检査或取得防爆合格证,确

保阻火器符合应用要求典

2符合上述顼Q的设备和系统不要与过程控制设备混淆,过程控制设备不属于本部分的≡≡.

气体探测器可设计制成具有以下某些或全部功能:

a) 显示气体浓度;

b 声音和/或视觉警报;

C)输出动作信号,触发关闭进程和自动保护动作等•例如用于过程控制、通风、消除点燃源等*

第Q项的功能可能需要附加硬件来实现#

每项安装都要考虑到相关要求•宜咨询制造商和安全部门,保证符合安全法规.

6.2.4移动式和便携式探测器的应用

6X4 J 总则

探测器的大小、质量、坚固性、供电要求,显示类别.、声光报警功能是选择移动式或便携式探测器的 重要因素.

6.2.4.2移动式探测器

移动式探测器通常用于监测临时工作区域L紧迫Tl:作),或者输送可燃性液体、气体或蒸气的 区域务

6.2.4.3便携式探测器

便携式探测器通常用于探测泄漏,核查和监测不含可燃性气体环境的条件,以及安全检查和类似 应用«

便携式探测器通常使用简单的扩散模式•在这种情况下盘殳备用于泄漏探测或者也用于探测受限 空间内的气体,使用者一般无法到达受限空间,因此需配备静态取样器,或者手持式或机械式吸气取 样器。

其他便携式探测器可带有持续运行的小型电子泵,通常用于采集设备附近的样气「但是可通过取样 管或取样器采集样气.

与移动式和便携式探测器连接的取样器,通常很短(大约1 m)且是刚性材质,但是它们可以伸縮・ 也可以通过挠性管连接到探测器上.

便携式探测器可能需要不时暴露在浓度高于爆炸下限的气体中,应确保选用的设备符合这一使用 要求涉

应注意避免水或者样气蒸气凝结在设备或取样管上.尤其是将温度低的探测器带到环境温度较高 的地方时•

6.3设备选型的各种影响因素

6.3」抗电磁干扰

某些类型的可燃性气体探测器易受到外部射频的干扰,导致明显的校准错误、零点漂移和出现虚假 报警信号*如果预期会出现这些问题,应选择能够抗电磁干扰的探测器。

6.3.2预期使用区域

气体探测器通常用在危险场所(O区、1区和2区)使用•例如,取得防爆合格证的本质安全型EX ia 级设备在三种区域都可以使用,取得防爆合格证的EXd设备只能用在}区和2区.这两种防爆型式的 设备根据探测物质的不同(相关参数见GB/T 383641)还有不同的设备类别Il AII BII C)和温度 組别(TI-T6).这些探测器适用于在含有21%(体积比)氧气的正常空气或轻微贫氧的正常空气中进 行气体探测,不能在富氧空气中进行气体探测*

对于贫氧和富氧条件下系统的安全和设备的响应情况,应参考使用说明书或咨询制造商和检验 机构«

7气体释放方式

7.1自然释放

7.1.1概述

形成可燃性气体环境的范围和等级主要受释放源的化学和物理特性参数的影响,其中一些是可燃 物质的固有特性,其他取决于工艺过程和位置.为便于分析,下面列出的每…参数的影响都是假定其他 工艺参数不变。

7*1.2气体或蒸气的释放速率

释放率越大*形成的可燃性气体环境的范围就越大和/或等级就越高飾

释放速率取决于以卜•参数:

a) 释放源的几何形状:

与释放源的物理特性有关,例如•敞开的液面,泄漏的法兰等.

b) 释放速度:

对于一个给定的释放源,释放速率随着释放速度的增加而增大.如果产品在工艺设备内部,释 放速度与释放源的工艺压力和几何形状有关.

以较大释放速率高速释放时会产生动量喷射流,影响释放源周围气体的特性.

气体高速释放(例如,压力管道或容器的泄漏)最初产生的动量喷射流直接从释放源处释放. 在气流远离释放源的过程中,通过空气流动、浮力效应和气体扩散对气体的释放的控制作用, 喷射流的动量最终得以释放.

e)浓度、

可燃性蒸气或气体在释放混合物中的浓度影响着释放率*

d) 可燃液体的挥发性:

主要与蒸气压力和汽化热有关*如果蒸气压力未知,可用液体的沸点和闪点作为指南.

如果闪点比可燃液体可能达到的最高温度高出很多,则不会形成爆炸性环境。闪点越低,爆炸 性环境的范围就越大和/或等级就越高.

J些液体(如某些卤化炷)没有闪点,但是仍能形成爆炸性环境.在这种情况下,宜比较饱和浓 度液体达到爆炸下限时的温度与液体能达到的最高温度

应考虑液体温升髙于(TF-X )K时的情况,TF表示液体的闪点m是安全裕度.。对于纯化学物 质安全裕度约为5 K,对于混合物安全裕度应増加至约15 K.

注:在一定条件下可燃液体在温度低于闪点时会释放产生薄雾,也能形成爆炸姓环境Si

e) 液体温度:

随着温度升高,蒸气压力増大,由于蒸发作用斧放速率增大.

例如,由于热表面或较高环境温度的影响,释放后液体的温度会升高*

7J.3爆炸极限

爆炸下限(即可燃性气体或蒸气在空气中的体积比)越低,形成的爆炸性环境范围越大和/或等级就 越高。如果释放速率相同*爆炸下限低的气体会比爆炸下限高的气体率先达到点燃浓度.

爆炸下限和爆炸上限都随温度和压力的变化而变化,但通常这些参数的变化不会对爆炸极限产生 显著的影响。可参考GB/T 3836.11,

7.1.4通风

増加通风效率会降低爆炸性环境的范闱和/或等级4阻碍通风可能会扩大爆炸性环境的范围和/或 等级.另S方面L•些障碍物.例如围堤、墙墙或天花板,可能会限制爆炸性环境的范围和/或等级。

7.1.5释放气体或蒸气的相对密度

气体释放的初始速度(例如,由液体溢出产生蒸气)忽略不计时.气体的特性取决于受到的浮力和气 体对空气的相对密度歩

如果气体明显比空气轻,它会向上飘逸,如果气体或蒸气明显比空气重,期会沉积在地面附近…相 对密度增加时,地面上形成爆炸性环境的水平方向范围和/或等级会增加,相对密度降低时•释放源上方 形成爆炸性环境的垂直方向范围和/或等級会增加C

注 '为了方便实际癒用,气体混合物相対密度低于f權.认为比空气轻(如甲焼、氢气或變气摭如果气体混合物相 对密度超过L丄认为比空气重.相对密度位于网者之间时•宜同时考虑两方B的可能性,

2*相对密度高低不一的混合物与空气混合后,密度変化不大.混合之后.它们就不会再分离,只会被稀释,,

7.1.6温度和/或压力

如果气体或蒸气释放前的温度和/或棒力与环境的压力和温度明显不同,至少释放源附近释放的绝 对密度及其释放方式会受到影响,

释放到空气中的高压气体随着绝热膨胀会急剧冷却.同样压缩液化气体(例如,液化石油气、氨气) 释放时会冷却到沸点温度,远低于0

任何热流(例如,来自冷热物体表面、装置或设备的对流特别是临近释放源的位置,可能影响气 体,空气混和物的传播和分布

7.1.7其他考虑的参数

气候条件和地形等因素也应考虑.

如果在封闭空间内有明显的环境空气流动或释放,上述特性则不同,见7.27,3.

7.1.8户外场所和敞开式建筑物

在户外场所和敞开式建筑物中,风速和风向都会影响释放气体的扩散■在敞开区域,横向扩散释放 的气体在上风向释放减少,在下风向释放增加,风速增大时这种效应会更加明显,在建筑物和其他构 筑物周围空气流动模式更加复杂。在这种情况下,风向会产生重大影响,应考虑在部分封闭空间内气体 .积聚的可能性,或者在受限空间内空气的流动徐在主厂区安装气体探测器时,可在设计阶段利用气体扩 散的数学模型或进行风洞试验.

局部热效应可显著控制空气流动模式.因而影响气体扩散α例如,接近热表面处会产生较大的热梯 度.此外,气体的相对密度会同时受到气体本身温度和周围空气温度的影响“

7.2建筑物和围墙

一般来说,建筑物和围墙内气体释放后产生危险积聚的可能性要比室外大.气体在封闭的空间内 释放后.与内部空气混合,形成气体/空气混合物这种混合气体形成的方式取决于气体释放的速度、释 放的位置、气体浓度,通风状况以及任何叠加的热流・在决定传感器位置时应考虑这些因素。

7.3不通风的建筑物和围墙

从理论上讲,如.果没有任何通风和U或热效应,比空气轻的气体释放形成的气体/空气混合物气层, 将会从释放源处飘至天花板■而比空气重的气体释放后形成的气体/空气混合物气层,将会从释放源处 扩散至地面"

如果释放形成动量喷射流■情况可能会不同“例如,如果比空气轻的气体喷射流直接从释放源向下 喷射.然后气体U气体混合物就会从天花板扩散到低于释放源的位置.同样情况.如果重于空气的气体 喷射流直接从释放源向上喷射•然后气体,气体混合物就会从地面扩散到高于气体释放源的位置S

注:如果建筑物或圈墙内存在潜在气体释放源,.则宜提供充M的通风,

7.4通风的建筑物和围墙

建筑物内部的通风是通过“自然通风”“机械通风”或两者的结合而实现的淳

注:当释放气体的浓度降低到远低于爆炸下限时,由于混合气体和无汚染的空气密度上的差別很小’它将会与常规 气流一起流动.

7.5自然通风

自然通风是指空气通过建筑物或围墙上专用通孔或其他通孔的自然流动■自然通风由两种情况作 用而成:首先,建筑物内部由气压差引起的空气流动;其次,室内外空气温差产生的气流升降》对于后者 因室内温度高于室外温度而引起的自然通风,会产生向上的气流,反之如果室内温度低于外面的空气, 则会产生向下的气流*

在自然通风的建筑物或围墙内气体或蒸气释放会以类似7.3描述的方式形成气体/空气混合物* 然而,在这种情况下,由于通风气流的稀释,混合物的气体浓度会低于给定的释放速率的气体浓度.

如果比空气重的气体或蒸气在有自然通风的建筑物内释放•则会产生向上的气流,然后气体/空气 混合物会扩散到气体释放源的上方或者下方。相反.如果比空气轻的气体或蒸气在有白然通风的建筑 物内释放.则会产生向下的气流,然后气体/空气混合物会扩散到气体释放源的下方或者上方。

注,有关自然通风的详细信息见GB 3836.14,

7.6机械通风

机械通风是指采用机械方式(如风扇)使建筑物内部的空气流动。机械通风产生的气流较大(例如・ 每小时的流量变化会大于2倍容积"

一般来说.类似的气体释放,在机械通风的建筑物内,浓度一般会远低于自然通风的建筑物内的 浓度.

注:⅛ι果气体浓度超过爆炸下限很多,或者在闪点较低的液体上部区域,增加通风量可能会导致爆炸性气体环境 扩大,

良好的通风系统会使建筑物内部被通风气流吹扫干净■建筑物的凡何形状会使空气流通变差,或 出现”死角'导致气体/空气混合物集聚,因此,气体探测器应设置在这些地方,

注:感烟器有助于识别建筑物内的空气运动和集聚气体空气混合物的任何死角,

如果在机械通风系统的进气孔或排气孔处安装气体传感器(取决于气体泄漏点的位置),那么探测 器设置的报警设定值应为符合实际情况的最低值,

如果有些传感器使用类似阻火器的烧结材料,那么在空气流速很高的管道内,空气/气体混合物从 烧结元件到传感元件的扩散能力就会减弱.如果出现这种情况,传感器另加一层护罩会有帮助.

7.7环境因素

装置的操作手册中应包含环境运行参数力

如果环境条件超出规定值,宜联系制造商确认探测器是否适合该环境.

8固定式气体探测系统的设计和安装

固定式气体探测系统应能提早警示可燃性气体的存在和大致方位.以便以自动或手动的方式采取 下列…项或多项措施;

a) 现场安全疏散;

b) 适当的消防和其他紧急措施专

C)排除危险;

d) 生产或装置停机{

e) 加强通风.

如果…开始没有探测到气体泄漏,随后对人身安全造成危害并造成经济损失,这种情况特别危险# 因此从一开始就要考虑系统的完整性、冗余、供电的完整性以及故障安全运行等拧

因此,最重要的是只能让获得授权有资格的人员安装和使用气体探测器*

探头或取样的数量和安装位置的选择都至关重要.实际操作时应考虑各种因素的影响*包括行业 规范和监督管理机构的要求、当地环境和安全,因此通常需要安装人员具备广泛的专业知识*

8.1固定式探测系统的基本安装要素

如果探测器或辅助部件安装在危险区域内,则应与区域类型相适应.

常用的三种主要类型固定式探测系统如下:

a.)含分体式传感器*通过电缆连接到报警和控制设备的系统:

这些系统适合大多数的工业应用场合.通常这种系统的安装方式应能使其持续监控装置的所 有部分或者可燃性气体可能意外集聚的地方,并在气体泄漏或积聚达到实际限值的时候尽早 报警.

按照电气设备安装国家标准的规定,分体式传感器利单机式传感器应连接到与之相关的控制 和报警设备上.安装在危险场所的传感器和系统的其他部分应采用GBZT 3836规定的防爆 型式,并适用于不同的危险区域"

注十在过高利过低温度情况下.传感器可在超出制造商规定的温度范围内I:作•可能不再符合电气安全认证* b)含采样探测器的系统:

这些系统适用于对响应速度要求不高相对静态的工艺条件.主要优势是可以将所有电气设备 部件安装在危险区域之外,危险区内只有取样管和探头,通过管道内部合适的阻火器与外部连 接.系统包括单独的探测器按照设定的时间间隔在几个取样点采样,同一个取样点两次连续 采样之间的时间间隔应足够短,以保证不会形成危险环境。取样管的长度和样品的流速也应 引起注意•以保证样品从取样管传送到传感器的过程中不会形成危险环境。为达到这个目的' 取样管的长度应尽可能的短.

C)开放路径/光路系统,

这些系统包含的一些特殊要求、探测器限值和特性,不在本部分范围内(见A∙3的注九 这些系 统通常使用红外技术,发射器和传感器安装在穿过区域的“光路理两端•在测量区域的一端可 以安装J个反射镜,这样发射器和传感器可以安装在相邻的另f端,也可采用其他安装布局,

8,2监测点位置

注意:传感器和取样点最主要目的是在产生重大危害之前探测到危险气体的聚积,但是,也有其他 要求:传感器和取样点的位置应与那些熟悉气体扩散常识、工艺系统和设备的人员,或者所涉及的安全 及工程人员协商决定。

做此决定应考.虑到:

a) 释放源与传播影响的组合(第7章,

b) 释放源位于受限结构、建筑物等的内部还是外部;

C)在一些交界位置可能发生的情况•如门口、窗户、地道、沟槽等;

d) 当地的环境条件;

e) 职业健康和安全;

f) 方便后期维护,包括校准、验证,以及系统的保护.

传感器和取样点的位置若已确定,应在装置的安全档案内予以记录(见8.10).

8.2.1场所总体情况

如果在给定区域内仅需探测气体泄漏,那么传感器或取样点可设置在主耍位置的四周哉然而,这样 的布局可能无法对气体泄漏提供早期预警。因此如果气体泄漏会导致对区域内人员或财产的重大危 害,则不应单独使用这种布局邪

传感器或取样点应靠近主要潜在气体释放源的位置•为了避免干扰警报,探测器点一般不设在正 常运行时会产生轻微泄漏的设备附近

气体可能形成危险集聚的所有地方也应都安装传感器.在这样的区域安装传感器不必靠近潜在释 放源,但可以是诸如空气流动受限的地方.比空气重的气体会像液体一样流动并沉积在地沟凹槽或人 井内■同样地,比空气轻的气体可滞留在高处的空间.

如果有明显的空气运动,或者如果气体释放到封闭的空间,那么气体的泄漏情况会发生改变"气体 泄漏之后的情况很复杂、取决F多项参数.但是,用这些参数的影响在实践中预测可燃性环境的范闱 和/或形成速度还不够充分,宜采取以下措施改进i

D利用专家基于过去的经验形成的普遍接受的经脸法则i

2)通过实验模拟精确描述现场的气体情况,这包括使用烟道试验,风速计读数或更详细的技术, 如气体分析仪;

3 )气体分布的数学模型a

…般来说,探测比空气轻的气体时*传感器应放置在通风口上方靠近天花板,探测比空气重于的气 体时,传感器要放在通风以下方靠近地板

需要探测从外部进入建筑物或围墙内的气体或蒸气时,传感器应放置在邻近通风口处除了这些 传感器,建筑物或围墙内也需要有糅放探测传感器分

如果天花板或地板由于设备或其他障碍物形成了分区,在每个分区内都应安装传感器#

8.2.2环境条件

固定式探测器,尤其是其传感器,可能长时间暴露在变化较大的环境条件下,选择和安装探测器时 时,应特别注意正常和不正常应用相关的环境条件.

8X2 J不利的气候条件

安装在露天环境或敞开式结构中的传感器会受到恶劣环境条件的影响,因此要时刻关注环境条件。 例如,狂风会造成零点漂移.如果使用制造商的正常校准设备,甚至能稀释校准气的浓度,使校准中的传 感器的灵敏度出现明显的瞬间失灵,对于强风造成的影响,宜咨询制造商.

安装在露天环境中的传感器需要格外注意,应有充足的气候防护措施。蒸汽,暴雨、雪,冰和尘土等 诸多因素也会对传感器造成不利影响。某些特殊材料,尽管适合用于取样管或有气候保护罩,但是由于 受到阳光和其他环境因素影响也会受到破坏.

安装在建筑物内或外壳内的传感器通常不会受到不利气候的影响象

8.2.2,2环境温度过高

所有的传感器、取样点和探测器都应确保安装在符合制造商规定的工作温度的环境里。

一旦环境温度过高或过低"探测器可能在超出制造商规定的温度范围动作,可出现探测错误•甚至 会减少传感器寿命。另外,不管温度过高还是过低,探测器将不再符合防爆合格证规定的使用条件,

例如,电化学传感器的电解质在远低于一IO CC的环境里就会凝固■便携式设备在不用的时候放置 在较温暧的地方或许能避免这个不利限制*

总之,应尽量避免把探测器直接放置在诸如烤箱和锅炉等热源上方.应选择放在距离热源足够高的 地方安装探测器汾

在热带和亚热带地区,暴露在外部的传感器和探测器应避免阳光直射,因为即使环境温度只有阳ffC 设备的温度却能超过65 r魅危险场所用设备允许的最髙环境温度为40 V ,GB∕T 20936.1 2017执行的 最高环境温度为55莒,防爆合格证中另有规定时除外.

822.3振动

如果有振动’尤其是安•装在机器上的探测器应注意确保传感器要有抗震设计•或提供可靠的震动隔 离装置齢

8.2.2.4腐蚀性环境中传感器的应用

暴露在腐蚀性环境(如爨气、酸雾、硫化氢等)中的传感器应采取保护措施,避免受到损坏.如果有 氨气.由于氨气会造成严重的腐蚀和电气故障,因此应特别注意保护接线部分(和其他青铜或黄铜元 件人

822.5机械保护

若传感器安装在易受机械损伤(例如,受设备正常操作或受叉车等移动设施影响)的位置,传感器应 有充足的保护•但不妨碍周围空气自由流动。如有必要,宜从制造商处获取建议«

8.226抗电磁干扰

应采取适当的保护措施•例如在安装整个电缆系统(包括通风控制等)时釆用屏蔽电缆,确保整个系 统能得到充分保护,不受电磁干扰的影响*

注:电磁兼容性也宣应符合相关国家法规的规定*

822.7冲洗

装置用水“冲洗料时会导致传感器严重损伤并且使取样管受到污染,因此应尽甫能避免用水冲洗• 如果不能避免,应对传感器采取保护措施,同时不影响周围空气的自由流动e这种情况比较复杂,

8.2.2.8空气传播的污染物及其他污染物

传感器不应暴露在空气污染物中,以免影响其正常工作。

例如,在安装催化或半导体传感器的场所不能使用含聚硅酮和其他会导致传感器中毒的材料.

粉尘、潮湿、油污、胶粘剂和簿雾或浓缩微滴是影响正常使用的关键.例如,它能导致传感器的显示 错误•或者使取样管和过滤器的灵敏度或功能丧失•如果液体和固体同时出现且形成糊状,造成的结果 可能更坏於为了避免出现这种污染情况.应对其进行定期清洁或维护.极端情况下,可能需要对气样净 化或特殊过滤系

有很多存在油漆残余物或蓄意涂画导致传感器失效的例子.这就需要经过专业培训的人员来维护,

宜小心避免在显示屏和取样管处产生凝露,如果取样管处湿度高,则应在主要部件处放置加热装 置,或者谨慎地去除收集器或聚结过滤器中的冷凝水•

蒸气在显示屏、过滤器或取样管处凝露(或者液体与它们接触)会产生严重问题。这种类型的污物 会导致给出不正确或错误的信号,直至消除污物的所有痕迹。这种情况极其危险,唯一的解决办法就是 在接触试样的部件处放置加热装置富

8.3传感器的校准和维护

传感器和取样点应易于接触,方便进行定期校准、维护以及电路安全检查.应能够接近探测点并在 探头处安装所需的配件或测试设备•

如果由于传感器的位置难以实现上述要求(例如’在高处或在机器上方),就需要用一个滑轮装置或 摆动臂使传感器降低。显然,取样管的电缆应是挠性管或能转动,方能实现这种操作,最好将传感器的 方向设置在适合校准的方位.

如果无法直接接触到传感器,至少也要提供能够进行远程气体校准操作的装置,

8.4取样管的附加注意事项

取样管一般都是永久性的安装在固定装置上.即使它们由软塑料制成’通常也不太柔软,比电缆难 于安装*安装的时候应考虑到以后的更换问题,例如当其受到严重污染或损坏时,需要更换。可考虑使 用连接器,

取样管应尽可能短,因为响应时间由总长度决定*

可用过滤器保护装置免受灰尘、干扰物质或有毒物质的影响套一般来说,每个取样点需要配一个微 粒过滤器,这样取样管的内部就能保持清洁。为达到这个目的,如果采集的试样中含有薄雾,还需要配 其他装置*传感器装置要定期更换过滤器.

过滤器会延长响应时间*

过滤器的寿命受剂量的影响(灰尘或干扰物).这就会缩短装置的维修周期■详细信息宜参考使用 手册.

应监测取样管内的流量.

选取取样管的材料应能避免被测气体的吸附和化学反应,另外,宜注意避免采样气被进入取样管 泄漏或扩散的稀释空气或气体稀释,或被从取祥管逸出的可燃性气体稀释套

产生冷凝水的地方会阻塞取样管。在取样管的低处需安装脱水器.尤其是当取样管所经地方比取 样点温度低的情况(例如,在湿热气候条件下安装空调的区域),尤其需要安装脱水器毋或者,取样管需 要加热,如下面这种情况.

取样系统中高闪点液体凝露的影响也需要考虑,凝露会降低采样气的浓度并影响读数.蒸气浓度 低了,会再度蒸发,给出不正确的高显示值"为了尽量减少这种情况产生的影响,就需要对取样管加热。 在危险区域.如果使用电加热系统,需要符合相关的规范和标准的要求■也可选用蒸汽或热水加热器.

8.5传感器或取样点的安装注意事项

传感器安装地点的选择应正式记录在验证档案里(参见和SaO)S

注:进一歩的信息可参考GH 3836.1』有关区域划分和气体扩散的规定,

以下是一个基本的检査单,是根据以上条款确定传感器位置需要考虑的因素,无顺序要求,包括但 不仅限于下列各项:

a) 位于室内或室外;.

b) 潜在释放源——需要对潜在蒸气/气体释放源的位置和特性(例如,密度、压力、数量、释放源温

度和距离等)进行评定;

C) 潜在气体/蒸气的化学和物理数据;

d) 低挥发性液体需要将传感器安装在潜在释放源附近(低报警点或动作点),

e) 可能释放气体的特性和浓度(例如,高抵喷射、缓慢泄漏、液体溢出等); O存在空腔和喷射流;

g) 现场地形;

h) 空气运动:

D 室内:自然通风、强制通风、对流,

2)室外:风速和风向*

i) 温度影响;

j) 装置的环境条件,

k) 区域内人员所处位置和数量;

l) 潜在点燃源的位置;

m) 会集聚蒸气,气体的结构布局(例如,墙、水槽,隔板):

D) 规定的位置孑

o)探头应安装在操作中不易受机械或水损害的地方;

P)所处位置应便于传感器的维护和校准以 8.6传感器的安裝

为了保证固定探测系统的可靠操作,每个传感器应根据其具体应用和上述决定安装在合适的位置• 然而,传感器的定期检查和维护•包括用气体再校准,需要由受过专业培训的人员进行.因此,在安 装时也应考虑到这些细节.

阅读并遵守使用说明很重要.

在许多情况下’制造商可规定传感器的安装方位*

.应考虑在系统中加入充分的排水和/或加热装置,尽量减少探测器、探头和连接电缆/导管系统或取 样管的湿度和凝露,

采样系统中吸入的任何潜在可燃性气体应以安全的方式排出冷

所有的螺纹连接部件需要润滑.但要确保润滑剂中不含可能造成传感器中毒的物质(如硅树脂九

应按照制造商的规定(注意最大回路电阻、最小导线尺寸、隔离等)将传感器连接到各自的控制单 元•并使用电缆、电线、导管装置系统或其他合适的连接系统进行连接,明确区域划分.选择合适的机械 保护.

如果用户不能解决这些问题,这些工作应由制造商或其他有资质的人员完成.

8.7固定系统的完整性与安全

如果气体探测系统或传输系统出错或失效,使装置区无法被充分监控,可能需要附加措施保持安 全.应在安装之前对这些可能发生的不可预测的事情做好应对准备。

气体探测系统或其他部分在常规校准过程中失效时,同样需要保证安全.

保障安全的附加措施可包括:

a) 气体探测器失效时发出信号?

b 使用便携式或移动式气体探测器;

C)加大通风量;

d) 消除点燃源:

e) 切断可燃性气体或液体供应;

f) 全部或部分切断设备;

g) 对必不可少的探测提供多个传感器V

通常情况下,固定系统的安装方式談应使其在系统个别元件失效,或者临时去掉进行维护时不会降 低人员和现场的安全保护.在绝对需要连续监控的区域,建议使用两倍或三倍数量的传感器和控制设 备.如果可能应尽可能使用“故障安全E型设备。

8.7.3供电电源断电保护

电网电源断电保护应包括:

a) 供电电源:

供电电源应设计成保证气体探测器操作和报警功能不受限制的结构*

供电电源损坏或故障应能被探测到,应有适当措施保证监控区域的安全.

供电电源电路应有…个独立电路,配有特别标志的保险丝,专用于气体探测器。

b) 应急电源:

如果要求使用应急电源来保持气体探测器的功能,应维持该功能直至供电恢复正常,或者监控区域 不再需要监控"任何周边外接电源应适合该区域的使用要求(包括环境条件和场所分类),

应急电源出现故障时应发出明确的预警信号.

强烈建议、为了在电源或设备故障时发出指示信号,釆用的触点应闭合在非激活状态(故障安全).

8.8安装施工作业时间

传感器宜尽可能在施工建设(如新建装置、改建或维护)后进行安装•但应在系统产生气体或蒸气前 安装,以避免焊接或喷涂时损坏传感器α

如果已安装,传感器应有气密措施保护.避免施工中受到污染,并注明不得使用传感器.

8.9试运行

8.9.1检查

在使用前应对完整的气体探测系统包括所有辅助设备进行检査,确保设计和安装符合规定要求槌 适用时,使用的方法,材料和部件应符合GB 3836.1的要求,.检查项目如下*

a) 确认电气连接正确、牢固*

b) 检査取样管是否泄漏、流量是否合适;

C)检査阻火系统是否堵塞或弄脏;

d) 检査蓄电池电压和/或电池状态.以及进行必要的调整或更换池(根据说明书要求);

e) 进行电路故障检测•

此时,应检查确认是否提供了整个系统的操作说明、方案和记录等档案文件*应给出所有取样点的 详细细节(见8.2、说明书应包括使用、检测"校准和操作的详细规定,以及所有制造商的说明书(见 8.10)

8.9.2初始气体标定

在现场每个安装好的传感器都应按照制造商的说明进行标定,除非传感器已经由制造商按照要测 量的气体进行了有效的出厂标定。标定只能由经过适当培训的有资质人员进行品

气体初始标定后.固定探测系统在预定时间间隔后应自动进入探测模式而不需要在进行调整・或 者,在标定期间,设备应给出…个特殊信号•防止正常测试时输出错误信号.

如果可能有多种气体存在,应参考4.3*2.16.2.2给出的附加预防措施。

为确保正确操作.应定期进行检査和校准,

8.9.3调整报警设定值

如果探测器仅显示低于爆炸下限的浓度值,为了避免出现误报警信号,报警设定值(或最低设定值, 有两个或两个以上)应尽可能低■

在前期使用阶段,新建装置或新的气体探测系统需经常检查报警设定值设置.

报警设定值的调整按制造商的说明书进行.

8.10操作说明■方案和记录

固定气体探测系统应提供使用、测试,操作说明,并存入系统档案里,

为便于维护和记录,应提供安装方案并存档.安装方案应显示系统所有部件(控制单元、传感器和 取样点.接线盒等)的位置,以及所有电缆*电线或取样管的路径和规格方案中也应包括接线盒和电缆 分布图,

认真阅读设备制造商的安装说明书,并完全按照说明书的规定逬行操作,这J点极其重要,记录档 案中应存有说明书的副本.

安装有任何变化,都应及时更新相关记录.

可燃性气体探测系统常规检验对独立单元的可靠性有极其重要的影响■只有按照规定程序进行综 合测试.才能保证系统的最佳性能和可靠运行。

所有类型的气体探测器都需要用适当的标准气体定期进行校准•明确规定使用寿命和/或易于中 毒的(如催化、电化学、半导体)传感器*应定期进行常规再校准*或者至少应进行响应检査,主管部门可 规定校准的频度。多数情况下,可从制造商处获得建议。校准频度最终取决于使用的严重程度,最好由 定期频繁检查开始.并在档案中记录校准频度(要求调整的数量等八定期复査有助于发现最合适的校 准时间和/或响应检査周期。如果规定的周期不同,应按最短的周期进行的

探测系统应由有资质的人员经常进行检査.检查应按照制造商的使用说明书和特定应用的要求进 行.'气体探测系统的所有单元都应进行目视检査和测试,并检査报警功能.应特别注意检査取样管和 传感器是否受到灰尘或土壤的污染以及水或溶剤冷凝的影响

如果使用采样系统,则应检查采样气路是否堵塞或漏气啞通过气囊采集校准气体进行校准,或者在 大气压下,在取样点(不使用压力)查看是否和正常校准结果一致,可查出是否漏气.

应按照制造商的操作说明进行下列操作,

――定期清洗过滤器、传感器视窗等;

——装配所需的材料,例如一些装置的辅助气体;

^ 系统安全运行φ

所有的检验结果应记录在档案中O

9便携式和移动式可燃气体探测器的使用

9 J概述

从第8章可以看岀•设计和使用固定式气体探测器耍求很多技能,

每次使用便携式或移动式气体探测器时,用户也执行很多相同的重要功能作为临时装置,但是用户 通常不具备所有技能。

用户租用或借用这种类型的便携式或移动式探测器时,还会有其他问题.第6章的相关部分不… 定都适用.设备的维护和校准历史可能也不太了解,用户特定的设备可能也不熟悉・

对使用便携式或移动式探测器的用户负责的人一般有下列两种选择,

a) 对要求使用便携式或移动式气体探测器的人员进行适当的培训,培训的内容包括第4章和第 IO章、本条款余下内容,第5章或附录A的相关部分,以及特定设备的操作说明的要求,并且 应易于得到特定设备操作说明书’

b) 采用9.3描述的最简化的•,读数和撤离”方法,对人员进行有关特定设备的要求、特定应用和 毒性有关的人员安全事项进行培训*检查、校准等应由其他人员进行.

各种类型的便携式和移动式气体探测器根据不同设计及规格可用作各种应用.重要的是,如果实 际上已知有大量气体出现,尤其是按照b)项执行时,如果没有附加预防措施和培训•决不能使用这类探 测器•应先采取措施清除气体,

注:在…些疵用场所,有~定气体存在总是在所难免,対于这种情况下的使用需进行特殊培钥L

小型手持式探测器可用于泄漏探测或取样点检查,而一些带有可视和U或声音报警功能的较大便携 式探测器,根据用户的特定需求"可使用多种功能模式,包括泄漏探测、现场检查和局部区域监测等 功能

移动式探测器主要用于临时监测区域可能存在的可燃性气体或蒸气混合物.例如,储罐裝卸燃料或 化上原料时,或者在已按照气体释放类型划分好区域等级的地方, 4授权确次无气体时临时进行”紧追 工作七与维护活动有关),移动式设备并不适合长时间手持携带,但诃以在探测区域使用几小时或更长 时间α

由于其本身的特性,便携式和移动式气体探测器会受到不同气候、操作或多种环境条件的影响冬因 此,用户应特别注意探测器的实际使用条件,并应进行评定确保其设计或保护措施满足这些条件的要 求.不仅在使用时需要注意*在不使用时也要注意这些影响,例如•移动过程造成的机械损伤、振动或放 置在阳光照射下的汽车后备箱中导致的过 '高温度*

可'燃性气体探测器的常规测试是影响可霊性的重要因素。通过测试程序才能实现系统的最佳性能 和可靠运行.测试的频率取决于可能产生的中毒影响和不同类型传感器老化情况(见附S A),否则只 能根据特定使用经验确定,

9.2便携式和移动式仪表的初始检查和定期检查程序

由于便携式和移动式仪表通常不会连续使用,初始检查和定期检查程序对于确保设备处于正常工 作状态至关重要,虽然用户使用类似的设备,但是现场核查(响应核查)和再校准是有区别的,现场核查 不需要用户调整,再校准则有时需要调整。应严格按照制造商说明书中的规定进行这些检査α

为了安全可靠的使用气体探测器,探测器的校准、检査和维护应由专业人员进行.可由用户、制造 商或者分包服务工程师进行这些工作,

9.2J 检查和现场核查(响应核查)

检查和现场核查旨在验证探测器姓于工作状态.建议由设备实际操作人员进行检查和核查.强烈 建议,每天使用前都进行检查和现场核查,对于催化、电化学、或半导体传感器和恶劣条件下使用的设 备,尤其应如此々

ħ符合GBZT 20936.1•••••20174.4要求的便携式探测器的操作手册中提供了每天使用前进行功能核査的 方法*

2:在危急情况T ,如果气体探测后就允许ɪ作.建探测后即进行响应核査.并记录气体探测和响成核査的 结果*

简单的检査顺序可包括下列内容:

1) 检査电池电压和/或电池状态多

2) 允许充足的预热肘间;           _______ ___________

3) 检査取样管是血漏以及进乓装亶流曲是否仙"

4) 检查在洁净空气中操作时显示的零读数(见下文注,

5) 响应检查*

可按照下列方法进行最后两项检査:

把探头(内置的或外置的)或取样管终端放置在无可燃性气体的大气中,吸入大量足以净化取样管 的气体(只适用于带有取样气路的探测器如果观察到零点有重大偏差(也下文注探测器应被重新 校准(见9.2/)W 一些有自动零点核查的设备会自动进行调整夂

3由于不能测量洁净空气中的•可燃性气体含景,因此可燃性气体传感器的读数宜为皿对于河能安装在同宀设 备土的其他传感器并不一定准确,在这种情况下氧气传感器的读数⅛Λ 2O.8⅜(体积比)或20.9M(体枳比M 有大约36Q PPm的二氧化碳《在严重聚集区域含量更'髙)宜给出大约读数(例如0.03⅜lλ04⅜(体积比)的 C(X)*在严重集棗成域,也可能探测出Co的含量

应使用制造商建议的现场标定工具,用已知的能对所有传感器反应的气体浓度检查探测器的响•应 (灵敏度八用户应知道或被告知需要得到哪些读数•若测试结果不在预期结果的±10%以内,则探测 器应重新校准(.见922

4对于催化傍感器.混合气体宜包含至少N务(体税比)的氧气

5极为活跃的气体•如氣、盐酸或臭氧不适合作为现场核査用校准气体混合物。

对于报警式探测器,测试气体的浓度应为爆炸下限的5%,高于探测器的最高报警设定值.在测试 过程中应启动所有报警*如果设备不能通过该程序•并且建议的纠正措施不能解决冋题,则该探测器需 要重新校准(见922)

9*2.2例行检查及重新校准

手持式或便携式探测器应由有资质的专业人员在合适的场所进行定期重新校准夺然而,对于使用 频率较低的探测器也应定期检査和校准,以便在需要时可以立即使用■例行检查及重新校准应按照制 造商的使用说明进行,通常可包括下列内容:

a) 重新设定模拟仪表的机械调零;

b) 检査所有电气连接的可靠程度(远距离探头、电源等);

C)允许充足的预热时间扌

d) 检査取样管是否泄漏以及流量是否合适;

e) 检查阻火系统是否受到阻塞或污染;

f) 检査电池电压和/或电池状态并进行必要的调整或更换电池;

g) 测试故障电路;

h 测试报警电路*

i) 在洁净空气中通过校准零点读数重新校准,或在已知的校准气体里给出正确读数<,可进行以 下操作:

把探头(内置的或外置的)或取样管终端放置在无可燃性气体的大气中,吸入大量足以净化这些气 路的气体(只适用于帯有采祥气路的探测器若观察到有零点偏差(见9.2.1对其他气体的注),应记 录偏差并调整到零® 一些有自动零点核査的设备会自动进行调整’

成使用制造商建议的校准工具,用已知的能对所有传感器都响应的气体浓度检査探测器的响应(灵 敏度)。选择的气体浓度最好使读数位于全量程的25%75%之间•这个读数也可能由制造商规定槌 若观察到和正确结果有偏差,则应记录并调整正确,一些探测器有灵敏度自动调整功能,但是仅用特定 的气体才能调整正确.

1対催化传感器来说•气体混合物宜包含至少W体积比)的氧气..対•一些先逬的多代体探溯器,制造商规定 的气体中已知氧气含量河能高于这个值•以及…些有毒气体的已知浓度.这些气体同时也瞥用于其他传感器 的校准■

2极为活跃的气体,如氣气、盐酸或臭氧不适合用作现场校准.

对于报警式探测器,测试气体的浓度应为爆炸下限的5%,高于探测器的最高报警设定値:在测试 过程中应启动所有报警.如果设备不能通过该程序,并旦建议的纠正措施不能解决问题,则该探测器需 要重新校准•

9.2.3维护和重新校准

维护程序仪应由经过培训的有资质人员操作,人员培训内容应包括可燃气体探测器的操作、维护和 修理知识淳如果没冇配置充分的维护设备.或者没冇专业人员按照制造商推荐的方式执行检查和维护 程序,用户应将探测器返回制造商或其他有资质的修理单位维修,对已取得防爆合格证的防爆设备,应 向制造商咨询配件更换情况。

对便携式和移动式气体探测器,检查和维护时应将整个探测器转移到非危险场所,这…点非常 重要α

在任何功能缺陷被纠正后(严格按照制造商的使用说明修理或更换“应进行一次全面的维护和校 准程序。

有缺陷的设备应:

退问给制造海;或

退回给制造商指定的维修点进行维修;或

——送到用户设立的气体探测器专职维护部门进行维修.

这些维护和重新校准的结果应记录在档案中。

9.3便携式和移动式探测器使用指南

9*3.1危险环境中的电气安全

便携式和移动式探测器应具有与使用区域相适应的电气保护类型.在使用过程中,便携式和移动 式探测器不应从低危险区转移到高危险区,在高危险区有适当保护的情况除外,另外,设备类别和温度 组别应与探测器使用场所的所有气体和蒸气相适应(见GB/T 3836.IDs

9.3,2人员安全

在危险场所工作尤其是受限空间工作开始之前,安全人员、企业健康专员或同等人员需要检查环境 的潜在毒性以及可能造成贫氣的原因(见第4章八

一些其他物质达到有毒剂量可能会导致贫氧.

一些可燃性气体(如氨气、硫化盆)和几乎所有的蒸气.即使浓度远低于爆炸下限,也都是有毒甚至 是致命的剧毒长

如果可燃气体探测器也装配有对特定有毒气体高灵敏度的传感器,这些传感器通常不能用于探测 其他有毒物质。

当有毒物质可能存在时,气体探测器本身可能没有足够的防护能力,在某些情况下可能需要配备合 适的防毒罩和/或其他装置。

打开探测器后根据需要进行预热.在安全场所的新鲜空气中进行设备核査(见9.2.1 )・但尽可能接 近监控区域的环境条件.

进入潜在的危险场所后,用户应经常观察探测器上的读数,用户旦进入已形成危险环境的场所,

可能就需要所有能获得的报警信号>

9*3.3现场测试和釆样

设备将仅提供取样点或取样管(如果使用)终端的探测读数套在取样点周围数米范围内都可能形成 危险环境α因此,应在工作区域范围内进行多次气体探测.确保工作区域没有集聚危险气体或蒸气.

如果可能出现蒸气些测试应在地板上方几毫米处进行,包括附近的所有低点,必要时可使用外 置探头或取样管。进行这些测试可以探测到早期的一些小问题(如微小的液体泄漏八

注:只能使用制造商推荐的取样管(MM中的吸附和化学反应八

同样,如果可能出现较轻的气体(如氢气、甲烷,氨气八一些测试应在天花板附近或者合适的高度 进行.

这些读数仅在探测时段有效.随着环境的变化,建议随时注意读数,尤其是有液体且温度上升的 时候。

如果有可能接触到电源供电设备,取样探头应用不导电材料制成,探头和取样管应保持干燥.

9.3.4在液体上采样

当在液体上方采集蒸气试样时?应注意避免取样管或传感器和液体接触,因为这可能堵塞探测器的 进气口,损坏采样系统或传感器,导致错误的读数击如果探测器可能因吸入水造成危险,则应使用疏水 滤膜过滤器或等效装置.使用有侧面进口且尖端封闭的探头可以避免液体进入.

一旦探测器或配件被液体污染,就不能继续使用,直到污染彻底被清除为止■

9.3.5避免凝露

当把便携式探测器从温度较低的环境移到温度较高的环境后,要有足够的时间使设备的温度上升, 避免凝露带来的汚染和/或读数错误。

饱和水蒸气可能阻塞某些类型气体传感器的阻火器,使它们不起作用,因此要特别注意。

9.3.6传感器中毒

如果便携式探测器有多种类型气体传感器能探测低浓度的有毒气体,用某些有毒气体进行校准时, 特别是用硫化氢、氨气和氯气进行校准,可能抑制一些可燃气体传感元件,尤其是催化设备。因此只能 用制造商规定的探测气体和校准程序来操作咲在正常使用中如果需要对这些气体报警、建议可燃气体 传感器在再次使用前应先进行核査.

若在使用环境中可能有传感器W中毒剤门如硅树脂、含铅汽油.、酸类等),催化燃烧式、电化学式或半 导体式传感器灵敏度应频繁进行核查(8L9,2J>.

9*3.7温度变化

当温度上升使探测的液体产生蒸气时,由于温度每上升10 K..蒸气浓度可能会成倍增加,因此需要 频繁进行气体探测。

938意外损坏

如果便携式和移动式气体探测器跌落或损坏,则可能影响其防爆结构或性能。应立即停止使用进 行检测,及再次使用之前必需的维修和再校准.

9.3.9简化操作,“读数和撤离”槪念

如果观察到读数有细微变化.应提高安全裕度,而不是仅仅依靠设置变化产生报警,

只有经过全方位的培训,用户才能进入有或预期有大量气体或蒸气的环境中进行气体检测.

在对设备进行响应检查时,只要响应即可,精度并不是最重要的;用户不是为了进行准确测试"仅是 为了探测有气体出现。

在危险场所工作的用户可能并不完全熟悉气体测试工作或环境的有毒特性.对于这种情况,建议 用户根据现场的实际情况,采用“读数和撤离"的原则.

基于这种原则的的基本操作要求如下:

3观察洁净空气中的读数,尽可能接近将要采样地点的环境条件,尤其是大气温度和湿度*

注*高度同样重要,高度相差1(H} m氧气读数就有差別.

b调整设备至在其相对的洁净空气中的读数芍或者.如果不允许这样或不切合实际,则记录得到 的洁净空气中的读数.

C)在进入需要测试的区域,如果读数与洁净空气中的读数不同,这就是',正读数气

d) 如果测出这样的正读数,应马上撤离检测区域•这就是••读数和撤离七

e) 然后通知负责人员*负责人员可能派有相关经验的人员逬行适当探测,并采取适当预防措施,

10对操作人员的培训

IOJ概述

对气体探测器的使用、维护或读数分析人员应进行培训。对便携式或固定式探测器的“操作者”培 训和“维护”培训是有区别的,设备使用人员通常不负责维护工作.应尽早确定其职责'这…点非常 重要,

但是,对有可能进行危险场所或者负责派遣其他人员进入危险场所的人员,仍需进行环境和设备的 基本限制条件培训和基本的安全培训,

可由专业人士进行内部培训.也可由供应商协助进行培训.

供应商文件是基本的资料,应提供给使用人员■

培训也应考虐实际工作环境及有关人员的职责.

强烈建议定期进行反复培训,

所有的培训记录应该保存一定期限.

10.2总体培训一基本限制条件和安全

总体培训要求以第4章现场和使用为基础,并结合供应商文件中与人员使用有关的材料来进行。

限制条件的必要信息应包括:

a) 可燃气体探测器仅探测其附近的气体和蒸气(或者开放路径探测器在光路探测);

b) 只能探测在探测器或采样设备(适用时)允许温度内不会凝露的蒸气;

C)如果液体闪点高出环境温度很多,蒸气的浓度仅占爆炸下限很少的比例,

d) 可燃气体探测器不能探测可燃性液体、可燃性薄雾、粉尘或纤维;

e) 许多类型可燃性气体探测器对不同浓度的气体有不同的灵敏度.如果探测的气体不是校准探 测器的气体,读数会升高一级,但是可能不准确;

f>不稳定的读数可能表明探测器有故障或受到大气干扰.如果有疑问,应用另一台探测器进行 核查和/或在继续使用之前,在受控的环境中重新检查;

g) 偶然的或持续的低浓度气体存在会导致零点漂移.若有怀疑,探测器应用洁净空气重新检查;

h) 若观察到读数在任一方向上有偏移,应假设出现了潜在爆炸性环境,直到证明没有出现潜在爆 炸性为止(例如,用另一台探测器检查,在洁浄空气中测试然后重新检查等);

i) 一些可燃性气体和所有的蒸气(除了水)在低浓度时也有毒。应了解其潜在毒性,并采取必要

的预防措施:

j) 在受限空间内可能因为毒性物质存在而造成贫氧■进入受限空间内操作专业性很强,需要要 进行专业培训了

k) 若通过取样管从受限空间采样,严重贫氧会导致常见类型的可燃气体探测器给岀错误读数。

10,3操作者培训

对于便携式探测器的使用者来说,最简单的就是“读数和撤离"培训(见9.19.3.9兀 但是,要求 对指导操作者的人员进行详细培训,以便对工作场所特定环境下操作者的安全负责余

对于便携式探测器的高级使用者及固定系统的操作者,培训内容应确保这些人员理解并熟悉这些 设备、工作环境和系统•应向操作者建议和展示如何进行目视检查和功能的检查,以及怀疑探测器有故 障时应该联络的负责人。

操作者应有一份报警后如何处理的说明,这点尤其重要.

应定期进行反复培训(如每年)*对于不常发生报警的情况或应用,这一点更为重要会

在固定系统安装前应先制定操作说明,或便携式探测器报警后采取何种措施的说明.其他安全注意 事项,以及探测器可能出现故障时应通知的人员*

10.4维护培训

负责检查、维护和校准的人员应进行维护培训,除了获得完成这些工作需要的信息,还应包含"些 探测器功能等的介绍命供应商的文件也非常重要.

11维护,例行程序和总体管理控制

IIJ概述

任何可燃气体探测系统的例行维护对其可靠性来说都是非常重要的因素,只有通过有效地管理, 制定可靠实用的程序,以及进行高水平全面专业的维护,才能保证系统的最佳性能和可靠运行.

这样的程序管理取决于多方面责任的设定(例如、谁负责现场检查,谁负责检验和重新校准,谁负责 维护),这样才能保证有关人员经过充分的培训诵定期的再培训.设定操作限制条件(例如,应决定重新 校准前现场检查能接受的测量误差,定期重新校准的频率,维护的频率等)是管理责任的組成部分*

所有的检査、核对、测试及对探测系统逬育的工作都应有记录并存档.采用好的方法保存系统记录 有助于了解维护任务(如校准)需求的最新情况,采用特定计算机程序保存档案是很不错的方法歩对于 较简单的情况,可用附录D的典型维护记录.

气体探测器应单独标示。便携式和移动式探测器应标记校准日期,及根据控制系统的类型确定的 下次重新校准时间*

可燃气体探测器或系统既有可带到可能出现气体环境场所的便携式探测器•也有在工作期间很少 探测到气体/空气混和物的固定式系统夺

不适当的维护、不正确的零点校准及便携式设备的电池变质都会引起气体探测错误夂牢记这些气 体探测器或系统的错误和失效可能不明显,这点非常重要,因此,气体探测仅应作为.工厂和个人防护整 体策略的*部分§

测量的可靠性取决于测试气体(校准)的使用。所有类型的设备•无论是便携式、可移动式还是固定 式(包括点型和开放路径型)探测器,都应按制造商的建议定期使用测试气体进行检査。

当需要探测多种气体混合气时,应用合适的探测气体定期检査传感器对这些气体的灵敏度,

所有便携式探测器和固定式传感器(探头)应由厂家维护人员或相关人员进行深入校准,所有维护 记录都应保存.

进行这些程序的时间间隔由多种因素决定,包括探测器种类,如便携式、移动式和固定式;采用的探 测技术;设备现场占主导的环境条件;之前的使用历史;有关的使用可靠性,

关于校准•气体探测器应:

1 定期检査可能的故障、损坏或其他劣化情况;

2) 根据制造商的使用说明,使用推荐的测试设备逬行校准(见8.10)

3) 如果是固定式探测器,根据规定的时间间隔进行试运行校准和測试U重新校准;对于新安装的 设备,在最初阶段可谨慎地频繁进行测试和校准(可以每周进行),随着相关使用经验和信心的 增加I丄根据基本的维护记录顶以延氏测忒和校准的时间间隔(可'以每月进行扑

4) 如果是便携式探测器,需经常进行921的现场检査(响应检查),或9.2.2的重新校准。在惡 劣的、未知的条件下或不经常使用的情况下,每次现场使用前都应进行现场检查或重新校准. 在需要岀具“不含气体”或H允许工作H正书时,强烈建议使用后至少要进行现场检查,并在证书 中记录检査结果.在要求不高的情况下,应按照上述(第3)项)指南执行.

1便携式探测器的使用说明书需要符合GB/T 20936J 20174.4的要求,并提供每天使用前用气体进行功 能检査的方法.

5) 如果可能同时有几种气体存在,探测器应用最不敏感的气体进行校准泊

2可以使用与聡控气体不同的、但经过校正的校准气体.使探测器校准时対监测的气体有正确反应.但是,如果 需要探测的气体中有甲焼.则用甲焼作为校准气体*

为了确保危险场所划分有效•应根据证书持有人的完整使用说明和图纸,对探测器的防爆性能逬行 修理或维护槌最好是将探测器退给证书持有者进行修理..

3设备维护是所有者/用户的法定责任,

4宜采用GB 3836.13规定的要求.

等待重新校准或维护的探测器应与已经进行过校准或维护的设备分开放置.

零部件在储存过程中由于处理不当或老化可能会出现问题,在使用之前应进行测试•对光学表面 要特别注意。

11.2操作检查

应定期进行下列规定的检查和测试,以维护气体探测系统的町靠运行■

注:如果设备出现未知的状态,在运行之前宜逬行检查*

1121固定系统

对固定系统应进行下列检查:

a) 定期的外观检査*

定期检査控制面板(例如每个班次.)•每次检查都要做记录,包括问题、签字、日期和归档•发现问 题要马上纠正多

b) 常规功能验证*

定期通过测试开关验证控制及报警面板,确保灯、报警和电路工作正常■该功能检查取决于使用的 单元α发现问题要马上纠正.

C)定期校准及系统运行测试:

该测试对于系统的运行可靠性至关重要,如果是传感器系统,系统包含的每个探头都需进行校准 气测试,检查整个I可路中电子元器件及传感器,准确记录系统模式、特殊性、元件寿命等信息,这样,可以 避免出现潜在问题.在系统使用取样管时•定期校准检査中央分析仪及关联的报警电路.在大气床力 下,定期把测试气体或校准气体直接连接到取样点.对采样系统的完整性和每个取样管路进行测试,并 通过分析仪验证相同的气体,得到的结果相同。测试时气体一定不能加压,最简单的方法,使用薄塑胶 袋或气囊,可以使用某些流量调节器使气体达到比采样率更高的流量,为获得额外的流量可向大气吹气 或使用调节器。

注:这是对系统最重要的测试,宜在安装时对全部的»试点进行.并定期进行再次测试,可以从制造商处得到 指导,

d)完成维护记录.典型的维护记录参见附录IL

11.2,2便携式和移动式气体探测器

对便携式和移动式气体探测器应进行下列检查,

3外观检查

1) 检査设备异常状况,如故障、报警和非零读数等.

2) 确保探测器探头组件不受能干扰气体或蒸气到达传感元件的障碍物或喷涂的影响。确保 采样气体对于采样系统是正确的,

3) 对于釆样系统,检查取样管路和配件,破裂的、有凹痕的、弯曲的或其他损坏或变质的取 样管路和配件应使用制造商推荐的配件更换.

b)响应《灵敏度)检查:

至少进行IL2.1.的现场检査(响应检査),或1.L2.2的再次校准,包括:

1) 确保探测器用调零气体探测时指示为零;如果需要「可以暂时隔离传感器元件。

2) 依据制造商的使用说明,对探头施加已知的校准气体,

现场检查和重新校准的不同在于■进行现场校准时'管理气体探测器的人员为给出一些读数容差. 虽然允许调零「但在施加校准气体时不进行调整,该检查最好由操作员进行*

应有计划定期进行再校准.如果在允许范围之外进行现场检査,则检查后也要进行再校准・可以由 设备维护人员进行这些检查.

C)完成维护记录.典型的维护记录参见附录

11.3维护

1t3J 概述

维护操作不能影响被受保护区域的安全。

只有经过可燃气体探测器的操作、维护修理培训的人员才能执行维护程序.

如果没有足够的维护设备和/或有资质的人员按照制造商推荐的校验和检査程序进行维护,则用户 应将设备送到制造商或其他符合要求的修理单位进行维修.

设备可更换部件的测试和检査说明书可由制造商提供夺说明书中应列出合适的配件清单.

任何有缺陷的操作得到纠正后(严格按照制造商说明书修理或更换应进行1L8规定的完整的工 厂校准测试揣

11.3,2固定式探测器

固定式探测器(无论是否含有单一位置传感器、开路传感器、及其组合或采样系统),应按照受控程 序进行修理或维护.有缺陷的设备应从被保护区域移到外面的车间进行修理.如果不能立即提供可供 更换的设备,应使用便携式探测器作为临时替代品。

11,3 J便携式和可移动式气体探测器

对于便携式和移动式气体探测器.重要的是应将整个设备移到非危险场所进行修理和测试.

11.3,4离线常规维护

有问题的装置应,

a) 退回给制造商;

b) 退回到制造商授权的修理机构进行修理;

C)送到用户设立的气体探测器维护车间进行修理;或者

Ci)永久停止使用.

11.3.5维护程序

1L3.5J 概述

由于可用探测器种类较多,在本部分中把所冇维护、修理和校准的步驛制成表也不合实际.下面列 岀了所有维护程序应考虑的主要项目清单。

!L3.5.2 程序

如果在车间对探测器进行定期维护,应执行全面維护程序,如果退回的原因是特定的设备故障,应 记录出现的问题,并仅进行需要的测试α但是,在重新投入使用之前,所有设备应进行全面的校准测试.

11.3.53 记录

应查看探测器维护记录核对以前的使用历史典可燃气体探测器典型的维护记录参见附录D,

!135.4失效

当收到失效的探测器时,在进行修理之前应先确定是否是电源(包括调压阶段和/或电池充电器问 题)造成的问题,

1L3.5.5更换/修理

检査电源之后,修理人员应检测传感器.、流量系统读数装置和报警装置一一识别和纠正所有的问 题。应遵循制造商使用说明书的要求,决定是否更换设备或更换某个部件进行修理.如果更换部件,更 换的部件应符合原部件的规格和公差,

11.4传感器

11.4.1概述

根据上次更换传感器的时间间隔、预计的现场使用情况、在校准过程中对气体混合物的响应、良好 的维护实践.按照制造商的建议确定评定/更换传感器的时间间隔。另外,如果传感器暴露于高浓度的 可燃性气体.或者受到剧烈冲击或机械振动后,建议对传感器进行评定.

IIA2阻火器

如果阻火器是传感器组件的一部分,应检査装配是否合适,是否有腐蚀、污垢或潮湿的迹象.任何 必要的清洗或更换应按照制造商的使用说明书进行.

11.5采样系统

本条款只适用于利用吸气式采样的设备冬

11.5J概述

应检查采样系统的泄漏情况、限制条件、抽吸球或电泵运行情况,任何必要的清洗,修理或更换应 按照制造商的使用说明书进行.破裂、泵隔膜或活塞环损坏都可能是造成泄漏的原因.

n.5.2过滤器、分离器和阻火器

所有过滤器•、分离器和阻火器组件应按照制造商的使用说明书排空、清洗或更换,

11.5.3采样系统和采样室

应检査采样系统和采祥室査看是否有外来异物沉积、并采取措施防止以后发生沉积说

11.5.4采样连接件

应按照制造商的使用说明书要求,拧紧所有的采样系统的连接件.

11.5,5活动部件

所有的阀门和泵的活动部件只能按制造商的说明润滑.

注:通常不宜釆用有机硅化合物用于润滑3宜与制造商协商使用有机硅化合物或其他材料是否有问题。

11.5.6自动采样系统

自动采样系统应使用建议的测试设备调整到正确的流量值.

1L5J故障信号

为保证正常工作,应检查流量故障信号”

116显示装置

11.6J概述

如果设备具有显示仪表,执行以下程序:

a) 检查仪表是否有断裂、破碎的透明件;

b) 检査模拟仪表缺损f例如,指针弯曲、刻度盘松动、刻度向上或向下停止移动等;

C)检查数字仪表缺损一例如•缺位、褪色等;

d)进行设备制造商认为保证性能所需要的其他电气的和机械的仪表测试。

11.6.2其他读数

可能包含的其他读数(如固态>和输出('如报警输出)应根据制造商的使用说明在规定的测试点测试 (电气上的九

IIJ报警

如果有报警功能,通过设置电气零点(或通过制造商建议的其他方法)检査报警装置是否运行正常, 直至启动警报*通过切断电路元件(或制造商建议的其他方式)检查故障电路,观察故障报警是否运行*

1L8工作现场校准测试和设备

1L8J校准工具和测试设备

所有的校准混合物和相关校准设备的特性应确保得到可靠的结果.校准装置的主要组成部分

如下:

a) 混合好的校准气体,存放在压力气瓶内.正常情况下,在气体探测器全量程范围的2 5 % 90%之间可以得到响应、通常情况下精确到至少为土5%的实际标定浓度。如果需要同时校 准可燃性气体传感器和校准毒性气体传感器,气瓶内部需经过特殊处理,

b) 在某些情况下,用于校准可燃性蒸气的设备,不能校准高压容器或者低压容器内的稳定可燃性 气体混合物.在这种情况下•制造商宜提供对应的响应数据,允许使用更常用的气体混合物进 行校准痕

e)要求使用合适的调节器組件降低压力气瓶的压力.这样可以使用预先设定的输岀压力或调低 压力来校准气体探测器.然而,在许多情况下,提供给传感器的校准气体不加压力,所以必要 时可能需要压力调节器和其他设备将流量调节到设备制造商的指定值.

Cl)对于吸气式探测器•传统的方法是在大气.压力下模拟正常采样,使用气囊存放校准气体。或 者,选择压力调节器提供比采样设备吸入流量更大的流量,并有排气管路释放多余的流量.现 在许多新型设备上配装有上述O)中的压力调节器,以便出现轻微负压时提供符合要求的 气体。

e)对于扩散式探测器和某些吸气式探测器?无论是预先设置显示或无流量指示.或可调并配有流 量计,使用上述Q中的压力调节器均可作为一个流量调节器<,

I)吸气式探测器通常需要配备连接管,但扩散式探测器则需要特殊的校准适配器.这些都由气 体探测器制造商设计用于保证校准气体充满传感器并隔绝周围空气。但更重要的是.通过它 们的组合设计和指定流量控制,使对试验气体产生的响应与通常的扩散模式下对相同气体产 生的响应相同。

g) 校准系统不应吸收校准混合物,并且耐腐蚀•这可能需要使用特殊的材料,特别是既可探测有 毒气体如硫化氢或氯气*又可探测可燃性气体的探测器■

h) 一些先进的有内部微处理器和数据连接的便携式气体探测器•有专用的气体校准装置.能够将 产生的测试数据传输给运行供应商软件的关联计算机上。也能根据相对响应数据生成规定的 读数,例如,用甲焼空气混和物校准的设备,能对戊烷生成正确的读数“

i) 在其他情况下,尤其是固定式探测器,有手持控制器和能够与探测器逬行通讯的数据连接功 能,能够进行调整.

j) 多数h)D的情况,程序要求施加具体校准气体混合物的方式独特,特别是流量・

针对所有这些变量,对复杂气体探测器校准时,确定气体和需要的设备时,唯一也是最重要的,就是 应选择供应商推荐的针对特定模式的气体探测器的设备◎

11.8.2现场校准测试

11Λ2J概述

校准设备或工具应按11.8.1选择.

11,8,2.2气体混合物

所有测试应确保校准气体以安全的方式排出.

11.8.2.3稳定性

应允许探测器在工作温度下稳定,然后按照使用说明书的要求调整操作控制.

!L824检零

通常使用新鲜的空气进行检零,或者.如果不能保证空气没有污染•应使用气瓶里的零气体(通常是 干燥的空气.),其余的校准设备参照11,8.1.

11.8.2,5量程校准

校准系统应连接到探测器并注意最终量程读数,需要时宜调整校准,使输出的读数等于校准混合 物浓度或预定读数的浓度•在某些情况下这些可以完全自动进行.校准混合物被移除后.应确定探测 器归零.如果探测器零点和量程调整互相影响「可能需要重复进行该程序.

.8.2.6报警验证

确认达到设定值时启动任何/所有报警功能。应按照制造商的建议选择探测器报警校准混合物,所 需的浓度遹常比标称的报警设置略高(保证及时启动报警

1L827维护记录

此处所述的校准测试应在探测器返回使用前进行.建议校准数据记录在探测器维护纪录中*探测 器维护记录(或比较文件)宜在探测器重新投入使用前进行更新,可燃气体探测器的典型维护记录參见 附录Dft

附录A (规范性附录) 测量原理

下面详细介绍各类传感器的测量原理,供工程师和管理人员选型、设计、安装以及培训箋本附录给 ar 9种气体分析设备的优点、典型应用及局限性'局限性包括F扰和物质造成的灵敏度降低(中毒)

就其属性rhAA.l的催化式传感器和A.7的火焰温度分析仪FTA)通过燃烧宜接探测订燃性气 体1因此无法探测非可燃性气体和蒸气■本附录后面描述的其他类型的传感器,通过对被测气体中其他 气体特性的响应1闾接推断出可燃性气体和其他气体存在.

为方便使用.表AJ汇总了不同的测量原理.

表不同测量原理的气体探测器概览

测量.原理

催化式

传感器

热导式

传感器

红外传 感器

半导体

传感器

电化学

传感器

火焰离子 探测器

火焰温•度 分析仪

光离子

探测器

探测器

条款

A. .1

A4 2

A.3

A√l

A,5

A,6

A/7

A4S

A19

样气中S

需要O2

W

(≡)

(否)

(否)

不适用

可燃性气体 的典型测M 范围

≤LFL

(O)-

IoOM

o〜

(IOO)M

≤LEL

≤LEL

LEL

K-—

VLEh

CLEL

不适用

0.3的典型测

不适用

不适用

o〜

(IoO) % i~■“  5

不适用

25 M (O^K)O %)

不适用

不适用

不适用

() — 100%

不能探澜的

可燃性气体

大分子

B Λ.2

FL

(见AG

焼姪

iiɔeo

(M A.7)

玦、CO

CHi W

I'P>X5

可燃性

气体

相对响应 时间1

非可燃性气 体的干扰‘,

取决于

物质

中等

CO2、 斂利昂

(低)

《是)

物质

S(.;:

N(),

W)

中等

&為、

ND,

ClHCS

卤代烷

—"低1

(卤代焼)

IPW

的物质

低至中

NO.

NO2

中毒&

SiV (Hdsi). (I‰S) ,Pb

Si ʌ (Hala).

S('&

(否)

(Si)

是否需要外 部气体

否 _

否 _

<,≡∕≡)

J (≡)(是):括号内字表述的信息参见.相应条款SS

AJ催化式传感器

催化式传感器的原理主要是在电加热催化剤的表面发生的可燃性气体的氧化反应,电加热催化剤 的工作温度通常在450 ŋ55()食之间°催化剂通常是长.丝状的催化材料,或者是灌满催化材料的多 孔陶瓷珠,围绕在加热丝周围。

氧化导致传感元件的温度上升,可测量到的温度上升与被探测的可燃性气体浓度成正比。传感电 路由两个相同的加热丝或邻近安装的电珠状元件半桥电路组成,一个有源,另一个无源,同时,通常非 催化元素作为基准•可使压力、温度和湿度得到补偿,使其在特定范围内不产生影响,

有源传感器的电阻产生变化'然后根据惠斯通电桥原理产生不平衡•或者通过电桥布局,转换成输 出电信号*

发生氧化反应的事实意味着,探测过程中不断消耗可燃样品和氧气,无论是通过扩散过程或使用吸 入采样,应不断提供样品和氧气并取岀燃烧产物.

催化传感器工作时需要周围大气中有足够的氧气•至少浓度为Io由于需要氧气•探测器使用 此类传感器只能探测气体浓度低于爆炸下限的浓度*

催化传感器很容易受到永久抑制或暂时抑制,某些催化剂污染物导致传感器最终可能会产生低响 应或零响应,永久性抑制通常被称为勺崔化剂中毒。可能由于暴露在某些物质中,如有机硅、四乙基铅、 硫化合物及有机磷化合物等,由于燃烧的固体产物附着在催化剂表面,或者由于改变了表面产生抑制, 在某些情况下抑制是暂时的,例如,一些卤化炷抑制・

所谓的“抗毒捋传感器是指传感器受到抑制之前能够承受较大剤量的污染物企

催化传感器,尤其是电珠型传感器,在不发生重大中毒的情况下能够连续运行几年,但是使用过程 中由于老化和中毒影响,会逐渐出现漂移、失去灵敏度.因此,需要进行定期检査和校准,检査和校准频 率取决于应用的严重程度*

在大多数情况下,传感器外壳采用金属透气部件,使气体能够接触到传感元件,并确保气体浓度超 过爆炸下限并被热传感元件点燃时,不会点燃外壳外部的环境气体.这种保护也可以防尘或防止机械 损伤*同时也可以防止空气流动对传感器造成影响成

催化传感器可使用:

a) 扩散模式厂或

b) 吸气(电动或手动泵)模式.

AJJ常见应用

催化式传感器适用于:

探测所有可燃性气体,但灵敏度不同;

―一探测浓度低于爆炸下限的气体和空气的混合物.

响应时间和灵敏度取决于目标气体。分子质量和分子体积越大,响应时间越长,通常灵敏度越低,

A2限制

催化式传感器取决于催化氧化反应,而且只能当氧气含量充足时才能工作。当可燃性气体浓度远 高于爆炸下限时,氧气浓度可能不足,.因此,此类传感器只能用于探测气体/空气混合物在爆炸下限以 下的浓度,

警示:可燃性气体浓度高于爆炸下限时,催化式传感器可能会错误显示■显示可燃性气体浓度低于 爆炸下限*

因此,完全符合GB/T 20936.1-2017的探测器,若使用催化式传感器,应有超范围的锁定功能,以 防止显示错误读数.然而,单机传感器(如4 mA20 mA变送器)和老式探测器可能无法提供这样的 保护功能.

通常通过探测器的机械构造及使用渗透性烧结金属元件.来降低空气速度对扩散系统的影响,

在规定的范围内,压力、温度和湿度的变化对传感器没有显著的影响.然而,报警点设置的越低,温 度和其他环境因素的影响就会越大.

为了防止误报,建议甲烷的报警点不应低于爆炸下限的5%,丙烷和丁烷不低于爆炸下限的10%. 汽油蒸气不低于爆炸下限的20% .前提是针对之前的中瘴已经采取了适当的措施.

如果气体浓度超过测量范围•或者长时间暴露于气体环境,传感器可能需要数个小时的恢复时间. 甚至可能需要归零操作和灵敏度调整操作,

由于上述原因,催化式传感器不适用于需要高灵敏度的应用(如测量范围远低于爆炸下限 的 10% >.

AJ.3干扰

测量原理通常不具有选择性,因为空气中的所有可燃性气体都有一个诱导信号,不同气体的灵敏 度有很大的差异,但是与爆炸下限没有直接关联,然而,可以用巳知的气体相对灵敏度(制造商提供)来 校准设备。

如果被监测的环境中含能稀释或能取代空气的气体,例如氮气或二氧化碳,催化式传感器可能会反 应不灵敏或者不反应,充满水蒸气的环境中,由于凝露导致烧结阻火器阻塞可能出现类似的问题《髙 浓度的情性气体(如氣气或氮气)也会改变传感器的热平衡,进而影响可燃性气体的读数,

A.L4 中毒

受其他物质的影响,催化式传感器容易中毒,这类物质大部分不常岀现,但却有广泛的应用•所以传 感器需要经常进行影响测试和校准在

由于干扰物质的特性不同.造成的失效可能是暂时的,也可能是长期的,

长期失效,通常叫做催化剂申毒,可能是传感器暴露于下列物质造成的:

一—“四乙基铅(如含铅汽油,尤其是航空汽油、航空煤油);

•…硫化物(如二氧化硫,硫化象);

卤代化合物(如某些卤化姪);

―一有机磷化合物(如除草剂、杀虫剤、防火液压油磷酸酯)。

在某些情况下,卤代姪和硫的化合物可能仅会造成暂时失效•

所谓的“抗毒”传感器,相比传统传感器*在失效之前,能够承受高剂量污染物的干扰,.要达到这个 目的「传感器的其他性能会受到影响(例如,反应速度较慢或者灵敏度降低)•

没有“抗毒”功能的传感器.若使用活性炭或其他过滤器•在多数情况下可以免受干扰宓然而,过滤 器的使用宜非常谨慎,因为虽然它们能提供很好的防护,但过滤器尤其是活性碳过滤器会导致灵敏度降 低,甚至会使传感器探测不到高浓度碳氢化合物除它们也会大大延长甲焼和氢气以外的其他气体的响 应时间,实际上限制了传感器在这些气体方面的应用。过滤器寿命有限并需要定期更换α它们的性能 也可能会受到大气湿度的影响,

有时传感器以间歇模式进行电气操作,也是减少中毒影响的一项替代技术,这一技术也可用于降 低电池的消耗.然而*在某些情况下这样的传感器会给出错误的响应,例如,当开关周期处于*断电”期 间,它们突然被暴露在高浓度气体中.当使用便携式探测器以泄漏模式或类似模式操作时尤其要注意.

中毒的影响取决于毒性物质、目标气体*特别是传感器的设计.制造商的使用说明中应吿诉使用 者•哪些物质会使传感器中毒以及如何保护传感器.

A.2热导式传感器

热导式传感器的操作原理取决于电加热电阻元件(即丝极、磁珠电阻或薄膜电阻)在传导(有时也对 流)过程中的热损失.该元件表面有恒速的釆样气流通过,或者放置于气室内。

此类传感器和催化传感器相比要求的温度相当低“因此在没有腐蚀或污染的情况下传感器寿命基 本上是无限期的。

传感器不会消耗和改变采样气体,也不需要氧气•因此,气流停止时,也可采集到读数,

确定电阻大小的电阻丝的温度由周围气体热损失决定,而且依赖于分子质量和分子的其他物理性 质..当气体成分变化时,电阻丝的温度也变化.电阻也会发生变化,电阻的变化方式和催化传感器的方 式类似(见AJ)W通常情况下,参考气流或参考密封气体有…个补偿元件,以消除外界温度波动的 影轧

此类传感器适用于在探测范围内热传导性与参照环境(通常是空气)的热传导性差异很大的气体。 然而,已公布的热传导性能统计表可能会误导使用者,因为像对流或流量激増等其他因素,也会影响传 感器的灵敏度■

这些情况限制了该技术的应用,只能用于探测浓度较髙的气体,通常高于爆炸下限.配置热导传传 感器的探测器不能用于测量低于爆炸下限的气体浓度,除非是传感器特别敏感的气体,如 "

对气体混合物的响应是不确定的,除罪气体混合物中所有成分的比例已知.包括不要求被探测的气 体.在最坏的情况下,对于由导热性高和导热性低的气体形成的混合物,如在预期背景下由背景气体的 变化造成的『测輦时可能无法得到被测气体的响应’

AXl常见应用

这种传感器工作时不需要氧气,可以测量浓度髙达No%体积比的气体。

这种传感器可以在1.00%以内任何合适的浓度环境中'在指定的背景气体中进行校准》

这些传感器适合于探测相对空气热导率较高或较低的气体,空气是参考环境,通常情况下,高热传 导性气体如氢气、気气和氧气在空气中有良好的灵敏度,对甲烷的灵敏度通常也可以接受.

灵敏度通常是有限的,实际探测的最低值可能会超过LEL值,除非气体的热传导性和空气的截然 不同.

CQJNg气体对液化石油储雄进行“惰化”抑爆是一种特殊的应用攵结合其热传导性与对流性, 传感器可以很大程度上不受背景气体(如空气、氮气和某些二氧化碳/氮气“惰化”气体•)的于扰.同时, 对从甲烷到戊烷的碳氢化合物的反应灵敏性也是有区别的•虽然仅靠热传导数据就能证明这是不可 能的.

A.2.2限制

在所需探测范围内,与目标气体的响应相比,背景气体的预期变化对目标气体有着不可忽视的作用 时,该技术不适用.

此类传感器没有选择性.它们会对所有的可燃性气体和非可燃性气体响应•

可燃性气体的热导率差别很大。比重小的气体(例如甲焼和氢气)的导热性比空气好,而比重大的 气体的导热性则比空气弱(如非甲烷碳氫化合物人因此,对气体混合物的响应是不确定的,除非气体混 合物中所有成分的比例是已知的.最坏的情况是,强导热和弱导热混合物可以相互抵消,导致探测器没 有任何反应.

可能导致故障的原因,

a)在使用流量敏感的热传导传感器探测时,采样气流不稳定,或者不能按照制造商建议的条件来

保证气体的流量;

b)环境温度不断变化•传感器没有环境温度补偿控制;

C)设备未按预定方位使用,尤其是同时釆用热传导和对流的设备◎

A.2.3干扰

如果设备被暴露于或者用于探测未被校准的气体•将导致探测器受到干扰或发生错误&特别是多 余的或意外的与背景气体热传导率不同的气体.不论是否是可燃性气体,会影响在两个方向上产生的导 热性,使该信号甚至可能减小到零

在许多情况下的主要干扰是水蒸气,因为它充满変数,特别是在炎热的气候条件下.在灵敏度要求 更高的应用场合•由于水蒸气变化产生的干扰信号就足以达到探测器采样要求的条件g

A.2.4中毒

没有已知的中毒影响#

A3红外传感器

光学传感器的工作原理是探测气体分子所吸收的紫外线、可见光或红外线的频谱部分的光束的能 量.现有的大多数设备采用红外线(IR)光谱

大多数气体吸收红外能量.单原子气体(.如氮、氛和氣)和对称双原子气体(如氢气和氮气)不吸收 红外能量,氧气的不同在于它对通常不用于任何其他气体探测的波长的吸收较弱*

在它们的化学键类型特有波段内,所有其他气体或多或少都会吸收红外能量,为探测器探测选择 适当的波段提供了 一种实现选择性的方法.

因此,这种探测原理在探测空气中的其他大多数气体时大量使用.因为干燥空气的三个主要组成部 分氮、氧和氣气对常用波段的零点和高档读数的影响可以忽略,

对于同族化合物来说,典型的波段是相似的淳例如,碳氯化合物和很多其他有机物的典型波段对可 燃性气体探测特别有用,因为探测器选择这些典型的波段就可以探测所有灵敏度不同的化合物击

然而•也有很多情况•非可燃物质和可能不需要探测的物质,常见的是水和二氧化碳,会存在波段吸 收重叠•如果这些重叠的波长在探测器内不能充分的过滤掉就会受到来自这些物质的干扰•

红外传感器不消耗样气.1作中也不需要氧气。通常不受流量的影响在没有腐蚀,污染或者机械 损伤的情况下传感器的预计寿命很长。

由于组合方式很多,几乎不可能概括可燃性气体的红外探测的光学性质会然而,它们的主要特性 如下*

光从光源沿着光路传递,经过过滤后到达光学探测器■光源可能是(鸨)灯泡,或者通常在仅红外区 域发光的发光二极管(LED).光室通常很短.然而,光室有可能大于3() Cm的长度,这种情况下,为了 合适比例的气体爆炸下限输岀指示,它就需要一个横跨整个光路的均匀流,它可以是敞开的(或几乎敞 开,由扩散屏蔽保护)或者有气体入口和出口的密封室,也有可能有…个参考室*

可以定期把过滤器带到光路中或者使用静态过滤器共享部分路径,逬行光过滤.过滤器可以是光 学高通、低通或者带通材料.它们也可能是带有光学窗I l的密封室〃含有预计样品中的高浓度气体,而 且很有可能干扰被测气体,这将移除干扰波段.

光束经常被截断来运行带有调制信号的探测器,参考波长位于预计无传输衰减的区域。探测器可 以是光电二极管、光电倍增器、光电阻、真空光电管、半导体电池、声光电探测器、光热电容系统(通常是 负过滤)、热释电探测器等.光纤可插入光路的两端,以防止敏感的光学部件受到损坏或腐蚀,而且针对 探测器的光学或电器部件提供防点燃保护,

采用红外传感器的探测器可能有多种形式,可归纳为:

3.)特别改制的带采样系统的分析仪,

b)适合安装在潜在爆炸性环境的单点、自包含红外探测器「可能有封闭单元,配有内置泵或扩散 屏幕或有固定长度的开路通大气中•

C)光“通道L例如*光纤电缆,可以把红外光源从控制单元引到远处的一个传感器单元。

这种探测器允许采用自我诊断验证对气体的响应.其他优点包括J

H)高稳定性;

b)测量高于爆炸下限浓度时不会不明确;

C)不受中毒影响j

d)通过自我诊断减少维护频次。自动校准、红外源故障检查功能、补偿镜头污垢累积产生的影 响,这些措施可延长使用周期。然而*自我诊断通常不能发现气路中保护过滤器堵塞的问题* 这种情况宜特别注意.

注:开路、红外辐射探湧器,运行在直线光束空间,和本部分提到的其他类型的气体探测器不同,它不探测特定点的 气体浓度,而是沿着探测光束探测气体的路径积分浓度.因此能够比其他类型传感器探测更大区域内存在的 气体‘然而,它本身不能区分…小段开放路径上的高浓度气体和较长~段开放路径上的低浓度气体•因此不符 合 GB/T 2()93G. 1 •逐Ol 7 的要求《

AjJ 常见应用

红外传感器校准用于探测某一特定的气体,或者在某些情况下*探测多种气体’如果气体的红外吸 收带宽不在校准气体带宽范围内,则这些气体不会被探测到,因此,采用这种传感器的探测器仅用于探 测已校准过的气体混合物,

红外探测器不会对気气响应■然而,它们可用于探测大多数其他易燃气体,探测浓度范围从几百 PPm(Xlo e)S IOoM(体积比)"光路越长,灵敏度越高.

通过适当选择波长和光学路径长度,这种探测器可用来,

探测碳氢•化合物的总量*常用与C-H变形振动相关的波段范81(3.3 μm);

——选择性測量(混合物中的)......种单…成分;

——测量到百万分之一的级别;

测量可燃性气体髙达1如%体积比;

…测量氧气高达1如%体积比§

应根据每个具体应用选择测量范围和性能•

A.3.2限制

此类传感器不能探测氢气套

光路中气体浓度达到被测环境浓度所需的时间,将限制探测器的响应时间.吸气式探测器所需时 间会更短。然而•实际上气候防护罩、气体过滤器和疏水屏障(如果安装)都会限制响应时间,

压力的变化不影响零气体读数,但灵敏度通常和局部压力成正比,由于传感器对压力敏感,应注意 防止探测器气体出I l压力改变,见使用说明书.

某些依靠间歇性红外光束或光声原理的传感器,易受到振动影响.

某些红外传感器,特别是开放路径红外传感器,易受冲击和振动影响.

温度的影响…般较小,但可能会使信号放大或衰减.

A.3.3干扰

其他成分(可燃或不可燃)可能产生干扰信号.一些干扰气体如二氧化碳可能导致严重的误差.

背景气中水蒸气浓度的变化会对多种应用产生干扰,对通用红外可燃气体探测器也会产生干扰α 然而,符合GB/T 20936.1—2017要求的探测器可将水的干扰降至最低.

固体和液体污染物也会吸收红外能量,造成干扰或降低灵敏度,.重要的是要防止污染颗粒物凝结 在光学元件(如视窗和镜片)上。当使用微粒过滤器来保持光学元件的清洁时,在过脏的条件下它们可 能会阻塞.

A.3,4中毒

没有已知的中毒影响,

A.4半导体传感器

半导体传感器工作原理是,当空气之外的其他气体通过传感器中加热的电阻丝表面时,产生的化学 吸附使电阻丝的电导发生变化,通过测最电阻变化测輦气体浓度*

半导体材料通常是金鴻氧化物•常用锡氧基化物。通过电加热达到几百摄氏度电极采用植入或 以其他方式安装在表面上O

该类传感器可用来探测任何浓度的气体.但是由于灵敏度随着浓度的增加而'F降,传感器往往出 现非线性响应.在许多情况下'半导体传感器需要氧气操作,湿度或氧的变化可能会影响它们的响应。

S些半导体还对可燃性气体和蒸气以外的物.质响应.它们总体上易于受干扰,但对干扰不明确. 可燃性气体的响应因素差别很大.盆气探测灵敏度高,而一些气体(如二氧化氮)可能会产生负向信号, 因此对于每…个单独应用都要研究干扰气体的影响,

因此,此类传感器通常用于成本较低的气体探测•用于特定条件下对指定浓度范围的特定气体进行 探测•

响应时间取决于传感元件的制造特性、被测气体的浓度和传感器气体传输系统(主要是扩散式,但 是也可吸入式)◎

A.4J:常见应用

半导体传感器可用于探测大范围的气体浓度,包括非常低的浓度,但是,这种传感器是非线性响应.

半导体传感器适用于泄漏探测,也适用于浓度很低的泄露探测•用于报警式探测器,

A.4.2限制

用于可燃性气体的半导体传感器一般不是专用的,容易受到湿度变化和干扰气体的影响,可能会出 现零点漂移和量程变化*有些气体,例如二氧化氮,会产生负向信号,

注:对传感器产生影响以及产生虚假指示的何种物质,制造商一般会说明,

新的传感器在校准之前可能需要较长时间老化来稳定零点和精度(老化可能需要几周时间)"这种 预处理应由制造商进行*

在长时闻断电后可能需要再进行预处理(大于IdL

传感器暴露在浓度超过测量范围的气体后,其零气体读数和灵敏度可能需要.几个小时方可恢复,甚 至可能造成不可逆转的变化戏

A43干扰

测量原理没有选择性•非可燃性气体可能会引起负向或正向的干扰信号.

相同类型的传感器对特定气体的灵敏度差异很大.此外,不同传感器对这些气体的相对灵敏度可 能会有明显的不同,通常,对于不同气体的灵敏度变化非常大,这与其爆炸下限没有直接影响,请参阅 使用说明书.

氧气浓度、温度、湿度或空气速度的变化可能对灵敏度影响较大。请参阅使用说明书套

A.4.4中毒

影响催化式传感器的毒性物质浓度越高对半导体传感器灵敏度影响越大(多数情况导致灵敏度下 降,但在某些情况会使.灵敏度增大).这些中毒物有:

— 碱性或酸性化合物;

--硅酮孕

--四乙基铅I

--硫化物;

--氧化物;

肉'化物

制造商应说明哪些中毒物对传感器灵敏度有影响以及如何保护传感器.

A.5电化学传感器

电化学传感器的工作原理取决于电极电气参数的变化,特定气体出现时,与电解液接触的电极电气 参数发生变化*由于电极表面目标气体的化学还原反应/氧化(氧化还原)反应引起电气参数变化

通常电极和电解质固定在J个电池内,电池带有的半渗透膜允许所有类型的分子扩散到电极-电解 质表面,多数情况下.一层贵金属或半贵金属沉积在膜的内侧,形成与目标气体分子反应的电极,电极 可能被能起反应的激活层覆盖,

在电池内至少还有一組电极和电解质。电极和电解质材料发生变化,不论极化电压是否持续产生, 像电极在电路中应用…样.使用不同的气体得到不同的特性.

…些电化学传感器可以使用一个额外的化学预反应,该反应产物引起在电极和电解液的接触表面 的电化学反应。

通常被测气体被氧化还原反应消耗,反应产物一般通过电池传输到电极任由于只有少量的气体可 以被电极消耗'可另外通过孔隙或毛细血管限制扩散.以防止系统过载.

电化学传感器里的电极或电解质会慢慢的被反应气体改变或消耗■在适当的时间间隔内传感器需 要重新校淮以修复零点和灵敏度漂移,而且最终需要更换#在有利的条件下寿命一般能超过2

电化学传感器的响应时间和恢复时间较长(通常大于30 $),尤其是过载后或者临近寿命结束 时,通常应限制低温和低湿度操作•

AJJ常见应用

电化学传感器结构紧凑,耗电量低.对某些气体灵敏度高。

电化学传感器不能探测大多数碳盆化合物(如烷煙、甲烷、乙烷、丙烷等八

然而,也有少数这种类型的传感器用于爆炸预防,这种类型的传感器适合探测浓度低于爆炸下限 的氢气或一氧化碳,以及25%(体积比)以下的氧气,也有可用于高达100%(氧气体积比)的传感器.

此外•这些传感器通常用于测量浓度低至百万分之…级别的有毒气体"例如,在泄漏探测和个人安 全监测时.监测很多特定的有毒气体(相对于蒸气八如硫化氢、一氧化碳、氧化氢、氮、磷化氢、.二氧化硫、 一氧化氮、二氧化氮和环氧乙焼.虽然它们可能被指定用于某一特定气体,但也能探测其他干扰气体。

采用本部分描述的其他类型的传感器,用于探测可燃性气体0%10。%燃烧下限范围的便携式探 测器,通常也采用电化学有毒气体传感器和电化学氧气传感器组成多气体配置传感器.

A.5.2限制

此类传感器从冷态移动到温暧高湿的环境下,由于冷凝水凝结在传感器薄膜上造成部分阻塞,会造 成暂时性的灵敏度失效,氧传感器刚好低于21 %的正常读数,由于这个原因的影响会造成几分钟的报 警.非挥发性液体或胶粘剂固体污染,会造成同样的但是永久性的影响•

根据传感器的情况,可能需要氧气进行电化学反应,在这种情况下,在电解质中溶解的氧将持续很 短的时间,但在无氧情况下不可能长期运行*

电解质或一个或多个电极,通常会限制传感器的使用寿命.灵敏度通常会随着时间的推移下降,需 要定期校准或检查响应*

根据传感器的类型和被测气体的情况*传感器寿命可能会缩短,或者由于超负荷的气体导致响应下 降.尤其是暴露在高浓度氧气中的铅电极会产生损耗,会导致这种情况,

许多传感器的寿命也取决于其他气体的剂量,因为电解质将被消耗。尤其是高浓度的二氧化碳会 导致灵敏度降低,并使某些氧传感器电解质的寿命缩短瞬

多数情况下.温度对传感器灵敏度的影响已知,可以参考,因此,探测器可采用电子温度补偿措施*

低温或低湿会降低传感器的灵敏度,并延长响应时间-在非常低的湿度下长期运行.会导致电解质 干涸。一些传感器有储液器保持湿度,以避免这种情况的发生。

电解质的性能将限制低温度操作(某些情况下是高温操作),详见使用说明书.由于可能形成冻结, 通常限制在~ 15 'C左右*

响应时间和恢复时间如白较长,通常》30 &

A.5.3干扰

电化学传感器对其他气体的响应、可能产生正向或负向的信号变化。

除氧气传感器之外.在某些情况下对干扰的灵敏度可能髙于对被探测气体的灵敏度,参阅使用说 明书〃

某些类型的电化学传感器灵敏度与大气压力成正比.其他类型的传感器会受压力冲击影响或损坏 的情况,参阅使用说明书,

氧气传感器使用在不含空气的混合气体或者浓度非常高的可燃性气体中所产生的特定干扰效应 如下:

测量氧气时,被测气体的分子质量对传感器的灵敏度可能产生很大影响.因此,校准应使用氧 气浓度已知的与被测气体相同的气体;

—由于会与电解质发生反应*高浓度有机溶剂可能会缩短传感器的寿命..

A54中毒

电解质或电极可能会受到其他气体影响造成灵敏度降低,参阅使用说明书。

除了上面讨论的污染,反应产物可能会使传感器的进气口或薄膜逐渐减小甚至造成堵塞,例如,卤 化水解的化合物,如三氟化硼(BF√).四氯化硅(SieL)等,

如前所述.由于电解质与高浓度二氧化碳的反应•可能会导致某些氧传感器灵敏度失效.

A.6火焰离子探测器CFID)

火焰离子探测器的工作原理.是通过内部氢气燃烧火焰使有机化合物发生电离(电荷)实现的.产 生的离子云以高达几百伏的电势梯度,在燃烧室内的电极间移动•产生非常低的电流,电流与气流中的 气体/蒸气浓度成正比,然后电流被放大.

这种类型的探测器在数十年间的使用过程中都能保持很好的线性.测量范围从低(百万分之几)浓 度到爆炸下限*纯净氢气(和空气)的火焰产生的可被探测到的离子可以忽略不计,产生的基准电流小 T OJ pA°这允许有机化合物的流量测量可低至10 pg/s-15 PgZSe

负极通常自身产生小规模火焰喷射,正极通常是柱形或者环形,靠近并环绕火焰,

探测器内应提供〜个点燃源(火花间隙或火花塞

氢气的流量通常被控制在仅每分钟几十毫升。氢株中不能含有机化合物和其他的污染物•但是可 以含有f定量的气体,如氮气、氧气和水蒸气等,在大多数情况下,样品被控制在每分钟几个毫升的流 量,背景气体不一定非是空气不可,在喷射之前与玺气混合夺

支持燃烧的空气,流量一般在100 mL/min或以上,通常通过环形狭缝注入燃烧室■如果样气像上 面提到的混合了氧气•这种气体应不含有机污染物。用于探测空气中低浓度的有机气体的便携式或移 动式探测器•其本身可以保持样气流过,不需要单独的气源.

所有的气体流量应保持穏定•维持在优化水平,燃烧室内的温度也应稳定4

火焰离子探测器的响应时间主要取决于把样气输送到火焰上的时间*响应时间小于1 S.

火焰中的电离过程取决于原子的类型及其氧化过程。根据经验C—H键、不饱和的C-C键和 C…卤素键是可电离和测量的.碳氢化合物反应大致与总碳量成比例。

不同碳氢化合物的相对响应用摩尔分数表示,与它们分子中的碳原子含量大致成比例.但对于含 氧化合物,这个相对响应发生了变化,因为分子中的C-C)键并不产生可探測离子.计算信号需要使用 的表面碳原子的数量,对分子中每个氧原子应减少一半*例如.甲酸是没有反应的(每个氣原子中Q个 碳原子减去1/2等于。兀如果用火焰离子探测器作为总碳量分析仪,这种效果就会降低经验响应 时间.

与甲烷相比.响应系数在1 : 3〜与3 1之间‘就与经验值有较大偏差.不论样气是否加入到氢气 中或被作为可燃性气体和背景气*响应系数也取决于燃烧单元的结构、气体流量和电气参数,

稀有惰性气体、氮氧化物、卤素、氮、氧“二氧化碳、四氯化碳、水不会响应.

如果样气中出现了硅分子应十分注意.因为硅的隔离层会覆盖在电极上,这可能会限制离子的传输 或导致绝缘问题,从而降低探测信号爲

A.6.1常见应用

此类传感器灵敏度高,测量范围宽,测量不确定度小,不会中毒•响应时冋迅速"该传感器从百万分 之一级别到爆炸下限或高于爆炸下限的浓度范围都可以测量.

几手所有的有机化合物「大部分是可燃的•会产生信号,只有甲藤和甲酸例外•不会产生响应fe

此类传感器适合在高温下测量气体。

A.6.2限制

探测器工作原理不具有选择性,因为一般有机化合物都会产生信号,如果要在预定场所探测不同 的气体,应使用最不敏感的气体校准传感器,在限定范围内相对响应比其他技术易于预测

除了已经提到的几种例外有机物外,这些传感器也不适合用于无机可燃性气体、氢气L氧化碳、 氨、二硫化碳、硫化钮和氟化SL

此类传感器也可探测一些不可燃的有机化合物.

外部气体、氯和(通常)助燃的空气是必要的.然而在某些情况下,试样本身再用作助燃空气.信号 主要取决于被测气体和氢气的流蚩,而较少取决于助燃空气的流动,因此,被测气体、空气和易燃气体 的压力应保持不变「但应注意,取样管使用的阻火器会受到污染,导致被测气体的流量很难保持一致.

A.6.3干扰

当校准的设备用于探测气体混合物中含碳总量时,卤代炷会降低设备的响应.

此类传感器不能用于探测高浓度的气体.因为可能导致火焰熄灭,

A.6.4中毒

一般情况下不会有中毒现象,但是如果燃烧的固体产物含有硅或其他物质,.则可能会导致电极和绝 缘产生覆层,降低灵敏度.并最终使传感器失效。

AJ火焰温度分析仪(FTA)

火焰温度分析仪探测器是通过燃烧空气样品中持续流动的、维持火焰燃烧的可燃污染物•如氢气 (或其他气体)而使火焰温度上升的探测器,

探测器探测到小型气室内的火焰温度,产生的信号与探测到的气体浓度为非线性关系。

火焰温度分析仪的响应时间主要取决于把样气输送到火焰上的时间,响应时间在5 S以内,

燃烧气体(通常是氧气)的成分应固定.为了确保稳定的零信号,在燃烧气体中没有出现探测的目 标气体时,所有的气体流量应稳定在最优水平•由此保证燃烧室内温度恒定。

如果在探测气体中存在卤化焼,宜十分小心’样气中包含卤化煙但不包含可燃性气体会降低火.始 温度,这些宜能被探测器探测到.在可燃物质中出现高浓度的卤化煙可能会导致误读,甚至会使火焰 熄灭,

AJJ 常见应用

此类传感器在需要响应时间很短的情况下.可用于测量浓度低于爆炸下限的可燃性气体或蒸气的 总量*

这种传感器适合在高温下探测气体、

A7.2限制

此类探测器的响应只取决于样气的热特性,在较高浓度时的响应不是线性的•对于范围的限制参 阅使用说明书.

分析仪不建议进行百万分之…浓度的测量*

外部气体是必需的*燃烧需要氢气或其他燃料.要么被测气体中需要含有氧气,要么需要单独提 供空气来维持燃烧察信号主要取决于被测气体、燃料,助燃空气(如果需要)的流动速率,因此,在火焰 温度分析仪内.被测气体、空气和可燃性气体的压力应保持不变,应注意取样管使用的阻火器会受到污 染?导致很难保持被测气体的流量不变•

A.7.3干扰

卤代炷,如髙浓度鹵化物,可能会降低火焰温度,导致信号衰减

A.7.4 中毒

没有已知的中毒影响..

A.8光离子探测器

探测原理是测量由已知波长的特殊灯产生的紫外线UV)辐射引起的气体电离,由此产生的光子 能輦,通常用电子伏特。V(10.6 CV)表示.灯位于探测器单元内一端务在这个单元内的气体分子电 离电势比灯输出的电离电势低,随后电流在壳体内两电极之间流动产生电势。该电流与超过凡个数量 级的物质浓度成比例。

光离子探测器的主要部件是紫外灯(高压或者高频模式)、两个收集电极配有放大器、通常还有气体 过滤器和泵•■不需要消耗气体.

比灯电离电势值高的物质通常探测不到,例如,乙焼、丙烷、乙焼,甲醇,这些物质的珥离电势值高于 多数常见灯的值(I(X5 eV电压,电离电势值较低的其他物质,如乙醇、乙烯等,电离电势值为1.5 eV, 产生的响应信号较弱。

原则上L,般在空气中进行测量•电离电势值髙于氧气(电离电势Kl2.1 N)的所有物.质,如氢气、 一氧化碳、甲烷等探测不到.灯的电离电势值没有必要髙于上述值.

随着紫外线灯的普及,这项技术不再专用于探测可燃性气体.

不同物质的电离电势珂在文献中或供应商的产品清单中得到.利用该项技术能探测到的物质主要 有*包含几种碳原子和/或杂环原子的有机分子,如氧、硫、漠*不饱和芳香燈和胺类.几种易燃的无机化 合物,如氨、硫化氧、二硫化碳,一些不可燃性气体,如二氧化氮、一氧化氮和三氯乙烯,

因为相对响应已知,所有能够预先把它们写进程序里.用校准气体重新校准后,如果注入与探测气 体相同的气体,就能直接得到读数专

响应时间由样气体流量确定,典型的响应时间介于2 8-10 S Z间.

A.8J常见应用

此类传感器灵敏度高,不易中毒并且响应时间短.

虽然该技术适合于固定操作•但探测器可以是便携式(手持式)或者移动式且通常会有~个内.置泵, 以适合作为点读式探测器.

此类传感器适用于测量气体浓度从低于百万分之一到2)0OX IerT ,因此,它适用于毒性探测以及 低于燃烧下限浓度气体的探测.

此外,此类传感器通常用于在短时间内测量低于百万分之一级.别的气体浓度,例如.泄漏探测a

A.8.2限制

探测器的工作原理对可燃性气体无选择性.它能探测电离电势比紫外灯的能量低的所有物质.

该类传感器不能探测空气中的一氧化碳、氢气或甲烷,

该类传感器不能探测电离电势高于探测器紫外灯能量的化合物。大多数传感器紫外灯的能量为 Kλ6 eV,

因此,该类传感器不适合探测低烷姪和其他一些物质,但是,紫外灯的能量范围从8.4 eV(这将消除 许多其他物质)到11.7 eV可在空气中使用,这将允许进行探测更多的气体(参见探测器使用说明书八 较高能量的紫外灯往往会减少传感器的寿命,

此类传感器不建议用于测量浓度高于2 OooX lO ji的气体,因为响应不是线性的,对于范围的限 制,参阅使用说明书

A83干扰

该类传感器对电离电势(典型的为10.6 eV)低于紫外灯能量的所有物质响应•但响应时间在很大程 度上取决于气体的电离性能.

湿度可诱发相当于百万分之几浓度气体产生的信号.这个信号不是由电离产生的(水的电离电势 是12.6 eV),可能是电极周围材料的相互作用引起的.

被探测的物质存在高浓度甲烷时可能会抑制电离,从而使读数变小,

紫外灯或视窗单元上的冷凝物质、固体材料、指印等,可以改变紫外线强度,因此影响灵敏度•

A<8.4 中毒

没有已知的中毒响应.

测量某些化合物,如酯类和苯乙烯「可能会导致分解产物残留在紫外灯上仪因此应定期清洁紫外灯 (参阅使用说明书八

A.9顺磁氧探测器

氧气具有强烈的願磁特性(磁场吸引八…氧化氮是半顺磁的,二氧化氮是氧气的4⅜. Jt他气体 有较少的顺磁性或较弱的反磁性(被有磁性的物质排斥)■含氧的气体会被卷入强磁场区,卷入的力量 与氧气含量成比例抵…氧化氮与二氧化氮将会有较小程度的吸入,对其他气体的影响很小,因此,在一 氧化氮含量极低的情况下.用这种技术测量氧气非常有效成

有很多技术利用了这种影响*哑铃型装置采用通过扭转悬架安装在非均匀强磁场中的反磁姓哑 铃.反磁性哑铃小巧轻便勢受磁场对顺磁气体的影响哑铃产生扭转•探测到扭转并通过电化学反馈环路 使啞铃回到平衡。因此需要的反馈电流与顺磁气体浓度成比例α这个信号需要温度和压力补偿,这种 装置对'冲击和振动很敏感•但足可用于移动式设备.

热磁型探测器利用与顺磁敏感性成反比的温度工作,气流被分成•两路• 一路气体被加热到比周围 环境髙约IOO KS由于两种温度造成顺磁气体磁性系数不同,在非均匀磁场中产生气流L磁风”L气 流由于对安装在桥电路上的加热器产生冷却作用而被探测到,用桥电路产生的差值信号探测浓度.探 测器读数通常与方向有关,因此探测器应固定安装.

顺磁性气体流受非均匀磁场的影响产生压差,基于压力影响的装置将会转移这个压差,需要流量 较低的气体如氮气作为参考气体,当信号与气体浓度成比例时*通常通过调制磁场测量压力余

A91常见应用

此类传感器主要用于測I量氧气,适用于有选择性、长期稳定、不易中毒的要求C.

此传感器适用于测量浓度在O-I⅝(体积比)和O-25⅜(体积比)范围的氧气*也可以测量高达 IOO⅝(体积比)的氧气錢测量范围的上限和下限之间的差应超过0.5%(体积比)的氧气,

根据采用的探测方法不同,典型的响应时间在6 S40 S之间*

A.9.2限制

根据测氧的探测方法不同,该探测器可能:

——需要外部气体;

—含有点燃源(加热器);

一对冲击和/或振动敏感e

在大多数情况下需要逬行压力和/或温度校正.

A.9.3干扰

除一緻化氮和二氧化気,会分别产生约50%4%的等效浓度的氧信号,其他气体没有显著的 干扰

A.9.4中毒

没有已知的中毒影响α 附录B (资料性附录) 环境参数

下表列出了 GB/T 20936J→017对环境条件的最低要求,关于测试条件和合格判据的更多内 容.请参照相关标准.

对所有设备,使用场合的环境条件宜与制造商使用说明书里的数据进行比较.对环境条件超过或 者低于使用说明书的规定时,需咨询制造商.

BJ环境参数

5⅛

GB/T 2(≡6,r-2O17 舲要求

不通电存储

下列每个温度条件依次鶴荐WL h

ra~t'25 X-

+ 20 eC (环境温度)

÷60 V

令对笠f环境温度}____________________________________

温度

便携式移动式:一 M t- - ÷40 X 分体式传感器:一25 *C ÷ 55 0C 独立控制単元:+ 5 τ+ 55 V 固定式5体传感器:10 X>-÷55 X'

80 WfL 120 ICPa

相对湿瓊

20⅜rJ‰^9()⅜rJ‰

风速

最高6 m/s

振动

包含传感器的所有部件:

10 HZZS*30 ‰*L0 mm 总偏移§

31 HX-150 Hq 君加速度峰值 使用分体式传感器的控制单元:

10 HZ30 Hg,1.0 mm 总偏移*

31 HZ- IOo Hq菖加速度峰值

跌落实验

便携式:跌落髙度Lo m

移动式(V5 k矽:跌落高度Ch3 m

移动式(凌$ kg)跌落高.度(M m________________________________________

附录C

(资料性附录)

可燃气探测器典型环境及应用检查表

L简要描述可燃气体探测器应用的环境(地点、采样方法、特殊环境、位置)

2,如果监控点与控制单元分离,它们之间的距离是多少?

3 ,探测的可燃性气体或蒸气清单及其大概的成分组成。

气体或蒸气成分


浓度(单位)


特别的注意事项


*如果瞥能清单里提供化学名称,

如果预计超过一种可燃性气体,指明这些气体或蒸气是单独出现还是同时出现,

4 .是在正常含氧量(21 %)环境、贫氧还是富氣环境进行探测?

釆样气体中氧气估计含量:

5■爆炸下限之外要求的探测器测量范围,

最低温度 ......................................................——..“—.T到最高温度.....—........…...................….....P

预期标称温度 φc

最低湿度          ⅜RH到最高湿度⅜RH

&监测的大气压力范围:

最低压力    到最高压力

9.监测的大气速率范围:

最低…........... ..... 到最高

IoJi他有关条件(灰尘,腐蚀、烟气、雾等)如果可能,请说明类别和数址.

IL潜在的脱敏剂:说明大气中是否存在能影响传感器姓能的物质,如硅酮、铅、卤代化合物或者其他物质.

12 .控制单元所处环境区域划分:

气体类别:.........一区域等级 —  设备类别:       ——

气体类别:           区域等级:.....—.设备类别:

13附加要求:

附录D

《资料性附录) 可燃气体探测藩维护记录

制造商;:

型号*

投入运行日期:

用户ID号:

安装工位S


购买日期:

序列号:

校准气体:

日常校准之外进行的维护

臼期

检查

!B还人员

维护人员

"服务及更换的部件

:定期维护I 故障 I

ɪ

A———

说明:

「長明:

3

说明:

4

! .............::.......................J

说明:

5

I

说明:

校准记录

~H

说明____________________________________________

1

2

3

4

5

参考文献

[1] GB 3836J3爆炸性环境 第H部分:设备的修理、检修、修复和改造

[21煤矿安全规程(国家安全生产监督管理总局令第部号.2016225日发布)

1

不同.原理间的对比数值不包括吸气瑕样管的时间, h羨中列岀了常见的例子.

t氣代⅛L

嚙有机卤化或无机卤素化合物.

' IP是物质的电离势;X是探测:器紫外灯的能量.