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有毒气体的监测有毒气体的监测 氢硫化物（硫化氢） 特性：以臭鸡蛋性气味而闻名的无色气体。对空气的密度1.0而言，硫化物的密度是1.19，显然它比空气要重，及其他气体和潜在的释放源的存在这些因素当确定传感器的位置时将被考虑到。 描述：基于硫的过程的副产品和有机物的分解；最普遍遇到的有毒的气体。 对健康的危害：在低的ppm 硫化氢环境下2-5 分钟内会降低嗅觉的系统的敏感性。嗅觉在增加集中过程中甚至感觉会消失。在含量达到20-50ppm会使眼睛和上呼吸道感染，攻击神经系统。在60ppm以上的浓度的会发生致命的呼吸麻痹。 暴露限制：TWA: 10PPM STEL: 15PPM IDLH: 100PPM 典型的应用：采矿业、汽油处理和精炼、市政的废水、挖隧道、下水 道、装运、木浆制造、皮革鞣、橡胶的硫化作用。 一氧化碳：CO 特性：无味，无色，有毒和易燃。化学药物的窒息感。以体积计超过12.5%易燃。 描述：与空气的密度相似，平均散布于空气中。一旦一氧化碳进入肺部，它立刻扩散到血流。 对健康的危害：有毒物质与血红细胞结合从而导致大脑缺氧。高于300ppm 会产生头痛，疲劳和不安。 暴露限制：TWA: 50PPM STEL: 300PPM IDLH: 1200PPM 典型的应用: 停车场、焦炭烤炉、高炉、矿物燃料动力和热发电机。 二氧化硫：SO2 特性：无色的带有刺激性气味的气体，当含有硫的材料或者硫被烧毁时，这种带有刺激气味的气体就会产生。 描述：比空气重两倍，大部分位于空间的底部。 对健康的危害：会使眼睛、鼻子、喉咙和肺感染发炎，在浓度高于400ppm 时会立即致命。 暴露限制：TWA: 2PPM STEL: 5PPM IDLH: 100PPM 典型的应用: 冶炼、在水和废物处置的区域内的造纸业、发电。 二氧化硫是用于水处理中的最好用的化合物之一，还可以用于废水中的铬酸盐的还原。 氯气：CL2 特性：是一种刺鼻的黄绿色气体。强烈的气味警告了它在浓度非常低的情况下也是很危险的。 描述：比空气重2.5倍 对健康的危害：会使眼睛，鼻子、喉咙和肺感染发炎 暴露限制：TWA: 0.5PPM STEL: 1PPM IDLH: 10PPM 典型的应用: 用途包括水的净化、在工业废物、污水和游泳池里的卫生状况、漂白和碳四氯化物的纺织品和制造、乙二醇和许多其他有机化合物和二氯化碳气体。 氨气：NH3 特性：是一种刺激的，有使人窒息的气味的无色的气体。加压时易液化。 描述：易溶于水，在水里氨氢氧化物会很容易基础的水解。比空气轻。 对健康的危害：对上呼吸道和眼睛有刺激性 暴露限制：TWA: 25PPM STEL: 50PPM IDLH: 300PPM 典型的应用: 工业冷藏和冷藏(包括肉包装、产品批发商和经销商和乳制品制造商)、半导体工业、植物肥料、军需品、水和水处理厂、包装设备等。 检测方式：金属氧化物半导体（MOS）测硫化氢技术、电化学、照片电离检测器(PID)、以及红外线(IR)。 金属氧化物半导体（MOS）测硫化氢技术 历史和发展 金属氧化物半导体(MOS)的传感器实际上是设计半导体时的研究结果。在这项工作里，研究人员意识到环境的背景气体对半导体的行为的影响。当被暴露于一种特定的气体时，这种半导体设计将以重复的方式响应，从而引导工作的进行。随着工作的继续进行，新的材料和结构被开发运用以改进这项技术。 尽管MOS已经用于测量环境中几种不同的气体。（如一氧化碳和可燃气体），但他们主要的工业用途是用于硫化氢的检测。这种服务将被作为讨论的焦点。 MOS的硫化氢气体传感器广泛应用于许多工业领域，如钻探设备，生产平台，化工厂，精炼厂，管道，贮存和市政的废水处理工程。它非常适合那些以离岸的石油(海上平台)为基础的开采活动，因为这种传感器可以暴露在浓度非常高的硫化氢气体中，抗振性，耐湿性和耐高温性强。而普通电化学传感器在这些条件中的任何一种里都不能很好的起作用。 MOS的是为迎合特殊环境下硫化氢气体而造的一种传感器，它不同于电化学传感器。对MOS硫化氢气体传感器的干扰物包括氢，硫醇和二硫化物。 严格地讲，各个制造商的传感器都不同，高品质的MOS硫化氢传感器只来源于某些为数不多的供应。实际上高品质产品由一个铂发热器和硅衬底组成，然后金属氧化物传感器单独摆放在里面。这是现在能生产的最好的H2S 传感器。 铂发热器非常重要并且具有双重功能。第一，产生的热能将改进响应时间，帮助消除污染物，并且保证稳定。 第二个功能是作为RTD或者温度补偿传感器。这将保证表面温度在特定工作范围或者周围环境温度波动而保持不变。 典型的MOS固态传感器结构 金属氧化物半导体薄片使空气中的氧气电离，使阻值增强。当H2S进入时会与薄片上的氧离子反应，使得阻值降低。铂加热器提升薄片的温度促进反应速度。并提供恒定温度，这样就提高了测量的稳定性和可重复性。由于这种反应是可逆的，所以当硫化氢含量降低时氧气又再次回来。这种设计保证了MOS传感器超长的使用寿命。而且高浓度的H2S也不会对传感器造成过量损伤。 领域操作 MOS H2S传感器在工业环境里起着关键作用。氢硫化物是一种致命又普遍的危害气体。在这些领域，MOS H2S传感器安全和泄漏检测单位是PPM(百万分之几)。H2S的正常的警报水平是10 和20 PPM。H2S直到大约500 PPM才会变得致命。关于下页的表格显示了H2S的各种各样的水平的危险。
高浓度的H2S危险 浓度 影响 0.13 PPM 最小可知觉气味 4.60 PPM 容易发现，气味刺鼻 10 PPM 眼睛开始无法忍受 27 PPM 强烈的无法忍受的气味，但是不会引起咳嗽 100 PPM， 刺激眼睛，嗅觉在1-2 分钟之后减弱 200-300 PPM 视力和呼吸在一个小时内之后无法进行 500-700 PPM 意识完全丧失，在30 分钟至1小时内导致死亡 700-1000 PPM 迅速不省人事，呼吸停止，然后死亡 1000-2000 PPM 死亡 摘要 高品质的MOS传感器的制造商将广泛利用这项技术。到目前为止MOS传感器已经在反应和重复性的速度方面与电化学的传感器可以相匹配。但是在使用寿命和校准期限上已经远远优于电化学传感器。当把MOS技术应用于项目时，挑选制造商就很重要。并非所有的MOS-H2S 传感器都是相同的。（美国德康Detcon公司制造的MOS-H2S传感器运用自主研发的加热片专利技术，使得传感器寿命大大限长，更提出10年品质保证。） 电化学传感器技术 描述 环境限制 一般说来，电化学的传感器局限于相对湿度5%到95%的范围内不可凝结。温度限制各种各样，一些检测器从-40 ℃到+ 50 ℃可用，而其它的传感器只可以从-20℃到+50 ℃可用。
优点 缺点 对目标气体反应迅速 限制温度范围，对温度变化敏感 可测量多种有毒气体 传感器寿命有限 耗电低 湿度极端会引起不稳定，且破坏传感器 校准准确，需求稳定 有干扰气体 线性非常好 除了在校准期间损耗无法检测。 有极好的重复和准确性 摘要： 请先了解所处环境下需监测的有毒气体，再选择专用的传感器。电化学传感器可以应用在整个工业领域的多种有毒的气体。当传感器安置和预期的效果确定时，除了目标气体，其他背景气体也应该被环境状况所考虑。 因为低功率，间歇使用和气体有较大的选择，便携式仪器大多使用电化学传感器。 光粒子检测器(PID) 光粒子检测器(PID)传感器是识别多种VOC(易挥发的有机气体)的气体检测器。当一个气体分子在足够的水平吸收辐散能量引起一个电离并且创建一个正离子时，信号产生。 PID包括一盏紫外线灯，它会发出在电离室里被一定目标气体分子吸收的辐射。离子在这个过程期间被电极收集。产生的电流会提供目标气体浓度的信息。因为这是一台非消耗的测量装置，所以使用寿命很长。但价格昂贵。 PID 检测器对VOC气体是无选择的，也就是几乎任何VOC 化合物都可以被检测到。它在0-10 ppm的低的范围内和在0-5000 ppm的更高的范围内都可以被使用。甚至可以检测ppb值。但除非兼有一台气体色谱仪的帮助，否则它不能区分那是什么气体。 红外线(IR) 尽管实验室设备可以使用红外线来检测低浓度的有毒气体，但它在这些领域里不是很有效，它们只局限于易燃物烃类气体和二氧化碳。
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