《检测技术与呼吸防》PPT课件.ppt

检测技术与呼吸防护 第一章为什么要用气体检测报警仪 随着社会的发展 人类文明的进步 国家和企业越来越重视生产安全 为了减少和预防生产事故的发生 2002年11月1日国家实施了 安全生产法 现代冶金 化工 石油炼制等工业的发展为人类提供了越来越多的新型材料 新型产品 给我们的生活带来了极大的方便和进步 但随之也带来了越来越多的危害着操作工人健康和周围的环境的有毒有害物质 这些有毒有害物质可以是固体废料 污水和气体等等 从某种意义上讲 有毒有害气体伤害可能是其中最为严重危险之一 因为它们的扩散和工作人员对它们的吸收要比固体和液体更加直接和迅速 有毒有害气体可以通过人的呼吸系统立即对人的呼吸系统 神经系统造成危害 甚至死亡 印度帕尔梅有机气体物质泄漏造成数千人死亡 数十万人受害的严重结果为我们有效防止危险气体敲响了警钟 另外 长时间工作在无机 有机蒸汽及其挥发物的环境中 更会对工人造成终身的危害 比如低浓度苯系物的强烈致癌性质已是众所周知的工业卫生问题 各类应急事故发生时 迅速确认防护措施 寻找泄漏点 圈定污染范围 估计事故发展趋势都是进行事故处理的首要条件 因此 对各类气体成分进行现场低浓度 连续的监测应当成为各级安全 消防 劳卫 环境等部门保护工人健康 设备安全的必须手段 尽管如此 我们目前对于气体检测的认识还有许多需要了解和提高的地方 人们的习惯思维 检测手段的不足 甚至我们在行业行规上的落后都极大地影响着我们对于现实生产活动中对于有毒有害气体的检测 具体体现在 1 侧重于以往工作习惯 忽视仪器的科学性2 侧重于对可燃气体的检测而忽视对有毒气体的检测3 侧重于可能引起急性中毒气体的检测而忽视对可能引起慢性中毒的气体的检测 4 侧重于毒气检测而忽视对氧气不足的检测5 侧重于单一气体的检测而忽视对多气体的同时检测6 侧重于工作前的气体检测而忽视对工作期间的气体检测等等 目前大多数工厂对于较高浓度可以引起急性中毒的气体检测较为重视 但对于可以引起慢性中毒的低浓度气体检测重视不够 其实后者对于工人健康和安全的危害丝毫不逊于急性中毒的危害 它们可能引起癌变和其它的隐形病症 影响工人的寿命和健康 氧气不足的现象在我们的现实工作中也是经常遇到的 密闭深井中的一只小小的老鼠所消耗的氧气就足以使进入的人员窒息死亡 而由于通风不足造成的氧气局部不足也会置人于死地 生产过程产生的气体种类繁多 我们仅仅注意其中之一已经无法避免伤害事故的发生 如进入炉内或密封区作业 我们往往只重视对有毒有害气体的检测 而忽视对氧气浓度的检测 由于人员活动和温度 湿度的变化 工作期间的气体种类和浓度也在不断的变化 比如密闭空间中温度的升高可能会造成某些原来是液体的组份的挥发 仅仅在工人进入之前的例行检测可能就会漏掉这些不断的变化 同时气体比重不同造成气体 分层 同样需要现场实时不断的气体检测 随着科学技术水平的发展和人们健康认识的提高 人们已经不满足于仅仅 高高兴兴上班来 平平安安回家去 而是追求着更高的生活质量和生活条件 人们不仅关心着今日的工作 更关心着明天 退休以后的生活 因此在工业卫生和工业安全工作中要不断地引入新观念 新思路才能不仅要避免眼前的危险发生 而更要注意避免日后悲剧的发生 所有这些 都需要通过法规制定和人们素质的提高得到不断地改善和提高 早期的化学武器检测仪 不幸的小鸟 化学武器专家在伊拉克中部照顾他的鸽子此鸽子 称为 不幸的小鸟 用作监察化学袭击来源 MSNBC ImagesofWar 日本华尔兹老鼠 矿工的金丝雀 第二章气体检测仪的技术 分类及应用 气体检测仪的用途 气体检测仪是专用的安全 防护检测仪器 用来检测危险作业场所或设备内部的可燃或有毒有害气体和蒸气含量并超限报警 使用气体检测仪的目的 保护人身安全 防止事故发生 保护财产安全 第一节气体检测技术 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具 检测气体的浓度依赖于气体检测变送器 传感器是其核心部分 按照检测原理的不同传感器主要分为 1 金属氧化物半导体式传感器2 催化燃烧式传感器3 定电位电解式气体传感器4 迦伐尼电池式氧气传感器5 红外式传感器6 PID光离子化传感器等以下简单概述各种传感器的原理及特点 1 金属氧化物半导体式传感器金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用 改变半导体的电导率 通过电流变化的比较 激发报警电路 由于半导体式传感器测量时受环境影响较大 输出线形不稳定 2 催化燃烧式传感器催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一 具有输出信号线形好 无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点 催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理 感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧 使温度变化导致感应电阻的阻值发生变化 打破电桥平衡 使之输出稳定的电流信号 再经过后期电路的放大 稳定和处理最终显示可靠的数值 3 定电位电解式气体传感器定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术 在此方面国外技术领先 因此此类传感器大都依赖进口 定电位电解式气体传感器的结构 在一个塑料制成的筒状池体内 安装工作电极 对电极和参比电极 在电极之间充满电解液 由多孔四氟乙烯做成的隔膜 在顶部封装 前置放大器与传感器电极的连接 在电极之间施加了一定的电位 使传感器处于工作状态 气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应 在对电极发生还原或氧化反应 电极的平衡电位发生变化 变化值与气体浓度成正比 4 迦伐尼电池式氧气传感器隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构 在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的 厚10 30 m的聚四氟乙烯透气膜 在其容器内侧紧粘着贵重金属 铂 黄金 银等 阴电极 在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极 用铅 镉等离子化倾向大的金属 氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应 使阳极金属离子化 释放出电子 电流的大小与氧气的多少成正比 由于整个反应中阳极金属有消耗 所以传感器需要定期更换 5 红外式传感器红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理 具有抗中毒性好 反应灵敏 对大多数碳氢化合物都有反应 但结构复杂 成本高 6 PID光离子化气体传感器PID主要检测有机挥发性蒸气 VOC 由紫外灯光源和离子室等主要部分构成 在离子室有正负电极 形成电场 待测气体在紫外灯的照射下 离子化 生成正负离子 在电极间形成电流 经放大输出信号 PID具有灵敏度高 无中毒问题 安全可靠等优点 栅栏电极如何工作 栅栏电极是装在感应和参照两个电极间的第三个电极栅栏电极的电位和感应电极相同栅栏和感应两个电极相比参照电极电位为正极参照照电极相对栅栏和感应电极为负极表面电流不能在参照和感应电极间直接流通 由于两极被栅栏电极隔开 感应电极 栅栏电极 参照电极 200V相对感应和栅栏电极为负极 PID灯的特点 密封玻璃硅料灯身 borosillicate 专用晶体材料视窗填满专用或混合的惰性气体10 6eV紫外灯可以运作5 000小时或两年以上 第二节如何正确选择气体检测仪 1 确认所要检测气体种类和浓度范围每一个应用部门所遇到的待测气体种类都是不同的 在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况 如果甲烷和其它无毒或毒性较小的烷烃类居多 选择LEL检测仪无疑是最为合适的 如果既有可燃气体也有毒性较强气体 则需选择测毒仪器或选择同时测毒测爆的仪器 但是如果现场有硫化氢等可引起催化元件中毒气体存在 特别是可能存在缺氧的或可燃气浓度可能超过LEL的情况下 选择红外传感器无疑是更为保险的做法 在各种有毒有害气体都可能存在的情况 比如密闭空间 除了甲烷等可燃气体 还可能存在一氧化碳和硫化氢等有毒气体 加之要时时检测缺氧的状态 就要使用一个标准的四气体检测仪才能保证工人的安全 如果更多的是有机有毒有害气体 考虑到其可能引起人员中毒的浓度较低 比如芳香烃 卤代烃 氨 胺 醚 醇 脂等等 就应当选择前章介绍的光离子化检测仪 而绝对不要使用LEL检测器应付 因为这可能会导致人员伤亡 2 确定使用场合工业环境的不同 选择气体检测仪种类也不同 冶金行业主要的检测气体如下 常见煤气成分 积 煤气种类 CO浓度及吸入时间对人体的影响 0 0423h内有轻度前头痛0 0812h内前头痛 呕吐 2 5 3h内后头痛0 1645min内头痛 晕眩 呕吐 痉挛 2h失明0 3220min内头痛 晕眩 呕吐 痉挛 20 25min致死0 6412min内头痛 晕眩 呕吐 痉挛10 15min致死1 2813min致死 缺氧症状与空气中氧浓度的关系 氧浓度 主要症状17静止状态时无影响 工作时会引起喘息 呼吸困难 心跳加快15呼吸及心跳急促 耳鸣 目眩 感觉及判断力减弱 肌肉功能被破坏 失去劳动能力 10 12失去理智 时间稍长即有生命危险6 9失去知觉 呼吸停止 心脏有几分钟内还能跳动 如不进行急救 会导致死亡 3 煤气的种类 焦炉煤气净化后的焦炉煤气是无色 有臭味 有毒的易燃易爆气体 比重0 3623 热值16800 18900KJ M 着火温度550 650 爆炸极限4 5 35 8 理论燃烧温度2150 左右 焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少 但也会造成中毒事故 检测气种 CO O2 LEL 苯及苯化合物使用仪器 单一检测仪 复合式检测仪 PID检测仪 固定式检测仪 发生炉煤气 净化后的焦炉煤气是无色 有臭味 有毒的易燃易爆气体 比重0 8 0 9 热值3768 6280KJ M 着火温度650 700 爆炸极限21 5 67 5 理论燃烧温度1300 毒性及爆炸的危害介于高炉煤气与焦炉煤气之间 检测气种 CO O2使用仪器 单一检测仪 复合式检测仪 固定式检测仪 高炉煤气 高炉煤气是无色 无味 剧毒的易燃易爆气体 比重0 9 1 1 热值3349 4187KJ M 理论燃烧温度1500 左右 着火温度730 左右 爆炸极限30 8 89 5 含N2和CO2之和近 会致人喘息 因氧含量很低 和窒息 检测气种 CO O2使用仪器 单一检测仪 复合式检测仪 固定式检测仪 转炉煤气 转炉煤气的成分 在吹炼周期内 不同时期有所不同 而且与回收设备及回收时的操作条件有关 转炉煤气是无色 无味 剧毒的易燃易爆气体 热值6800 1000KJ M 着火温度530 爆炸极限18 2 83 2 转炉煤气的理论燃烧温度比高炉煤气高 检测气种 CO O2使用仪器 单一检测仪 复合式检测仪 固定式检测仪 铁合金炉煤气 净化后的铁合金炉煤气是无色 无味 有毒的易燃易爆气体 比重为0 97 热值为10467KJ M 左右 爆炸极限为10 8 75 1 含有70 左右的CO 易造成中毒事故 理论燃烧温度比转炉煤气稍高 检测气种 CO O2使用仪器 单一检测仪 复合式检测仪 固定式检测仪 有一些工厂使用天然气的 主要检测LEL 使用便携式检测仪和固定式检测仪 第三节气体检测仪的分类与应用 1 固定式气体检测仪这是在工业装置上和生产过程中使用较多的检测仪 它可以安装在特定的检测点上对特定的气体泄漏进行检测 固定式检测仪一般为两体式 有传感器和变送组成的检测头为一体安装在检测现场 有电路 电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体安装在安全场所 便于监视 它的检测原理同前节所述 只是在工艺和技术上更适合于固定检测所要求的连续 长时间稳定等特点 它们同样要根据现场气体的种类和浓度加以选择 同时还要注意将它们安装在特定气体最可能泄漏的部位 要根据气体的比重选择传感器安装的最有效的高度等等 2 便携式气体检测仪 由于便携式仪器操作方便 体积小巧 可以携带至不同的生产部位 便携式气体检测仪采用锂电池供电 可连续使用较长时间 新型LEL检测仪 PID和复合式仪器采用可充电电池 无记忆的镍氢或锂离子电池 一般可以连续工作12小时以上 如果是在开放的场合 比如敞开的工作车间使用这类仪器作为报警 可以使用随身佩戴的扩散式气体检测仪 因为它可以连续 实时 准确地显示现场的有毒有害气体的浓度 这类的新型仪器还配有振动警报附件 以避免在嘈杂环境中听不到声音报警 并安装计算机芯片来记录峰值 STEL 15分钟短期暴露水平 和TWA 8小时统计权重平均值 为工人健康和安全提供具体的指导 如果是进入密闭空间 比如反应罐 储料罐或容器 下水道或其它地下管道 地下设施 农业密闭粮仓 铁路罐车 船运货舱 隧道等工作场合 在人员进入之前 就必须进行检测 而且要在密闭空间外进行检测 此时 就必须选择带有内置采样泵的多气体检测仪 因为密闭空间中不同部位 上 中 下 的气体分布和气体种类有很大的不同 比如 一般意义上的可燃气体的比重较轻 它们大部分分布于密闭空间的上部 一氧化碳和空气的比重差不多 一般分布于密闭空间的中部 而像硫化氢等较重气体则存在于密闭空间的下部 如图所示 同时 氧气浓度也是必须要检测的种类之一 另外 如果考虑到罐内可能的有机物质的挥发和泄漏 一个可以检测有机气体的检测仪也是需要的 因此一个完整的密闭空间气体检测仪应当是一个具有内置泵吸功能 以便可以非接触 分部位检测 具有多气体检测功能 以检测不同空间分布的危险气体 包括无机气体和有机气体 具有氧检测功能 防止缺氧或富氧 体积小巧 不影响工人工作的便携式仪器 只有这样才能保证进入密闭空间的工作人员的绝对安全 另外 进入密闭空间后 还要对其中的气体成分进行连续不断的检测 以避免由于人员进入 突发泄漏 温度等变化引起挥发性有机物或其它有毒有害气体的浓度变化 如果用于应急事故 检漏和巡视 应当使用泵吸式 响应时间短 灵敏度和分辨率较高的仪器 这样可以很容易判断泄漏点的方位 在进行工业卫生检测和健康调查的情况时 具有数据记录和统计计算以及可以联接计算机等功能的仪器应用起来就非常方便 目前 随着制造技术的发展 便携式多气体 复合式 检测仪也是我们的一个新的选择 由于这种检测仪可以在一台主机上配备所需的多个气体 无机 有机 检测传感器 所以它具有体积小 重量轻 相应快 同时多气体浓度显示的特点 更重要的是 泵吸式复合式气体检测仪的价格要比多个单一扩散式气体检测仪便宜一些 使用起来也更加方便 需要注意的是在选择这类检测仪时 最好选择具有单独开关各个传感器功能的仪器 以防止由于一个传感器损害影响其它传感器使用 同时 为了避免由于进水等堵塞吸气泵情况发生 选择具有停泵警报的智能泵设计的仪器也要安全一些 第四节使用气体检测仪时需要注意的问题 1 注意经常性的校准和检定 有毒有害气体检测仪也同其它的分析检测仪器一样 都是用相对比较的方法进行测定的 先用一个零气体和一个标准浓度的气体对仪器进行标定 得到标准曲线储存于仪器之中 测定时 仪器将待测气体浓度产生的电信号同标准浓度的电信号进行比较 计算得到准确的气体浓度值 因此 随时对仪器进行校零 经常性对仪器进行校准都是保证仪器测量准确的必不可少的工作 需要说明的是 目前很多气体检测仪都是可以更换检测传感器的 但是 这并不意味着一个检测仪可以随时配用不同的检测仪探头 不论何时 在更换探头时除了需要一定的传感器活化时间外 还必须对仪器进行重新校准 另外 建议在各类仪器在使用之前 对仪器用标气进行响应检测 以保证仪器真正起到保护的作用 2 注意各种不同传感器间的检测干扰 一般而言 每种传感器都对应一个特定的检测气体 但任何一种气体检测仪也不可能是绝对特效的 因此 在选择一种气体传感器时 都应当尽可能了解其它气体对该传感器的检测干扰 以保证它对于特定气体的准确检测 3 注意各类传感器的寿命 各类气体传感器都具有一定的使用年限 即寿命 一般来讲 在便携式仪器中 LEL传感器的寿命较长 一般可以使用三年左右 光离子化检测仪的寿命为四年或更长一些 电化学特定气体传感器的寿命相对短一些 一般在一年到两年 氧气传感器的寿命最短 大概在一年左右 电化学传感器的寿命取决于其中电解液的干涸 所以如果长时间不用 将其密封放在较低温度的环境中可以延长一定的使用寿命 固定式仪器由于传感器体积相对较大 传感器的寿命也较长一些 因此 要随时对传感器进行检测 尽可能在传感器的有效期内使用 一旦失效 及时更换 4 注意检测仪器的浓度测量范围 各类有毒有害气体检测器都有其固定的检测范围 只有在其测定范围内完成测量 才能保证仪器准确地进行测定 而长时间超出测定范围进行测量 就可能对传感器造成永久性的破坏 比如 LEL检测器 如果不慎在超过100LEL的环境中使用 就有可能彻底烧毁传感器 而有毒气体检测器 长时间工作在较高浓度下使用也会造成损坏 所以 固定式仪器在使用时如果发出超限信号 要立即关闭测量电路 以保证传感器的安全 总之 有毒有害气体检测仪是保证工业安全和工作人员健康的有力工具 我们要根据具体的使用环境场合以及需要的功能 选择合适的气体检测仪 目前 可供我们选择的检测仪包括固定式 便携式 扩散式 泵吸式 单气体 多气体 无机气体 有机气体等等多种多样的组合 只有选择好了合适的气体检测仪器 才能真正做到事半功倍 防患于未然 5 采样方式 泵吸 扩散以及其有缺点 泵吸 扩散一般情况下 在大多数的危险环境中 仪器都是佩带在身上 一旦仪器开启 这些仪器就会连续工作直至电池耗尽 扩散式仪器依靠自然空气对流将空气带入仪器 气体通过仪器室或传感器室盖的扩散孔 排气孔进入传感器 空气的自然对流有足够的能力将待测气体带入仪器 大多数的传感器会很快对气体浓度进行测量 当然 扩散式仪器仅仅检测那些环绕在仪器周围的气体 但是 需要注意的是 泵吸和扩散仅仅是仪器在采样方式的不同 他们不会影响传感器的响应时间 有时 使用泵吸式仪器的时候还要考虑到泵吸距离所消耗的时间 使用采样附件可以使扩散式仪器进行远距离测量 目前可以选用两种采样方式 每种方式都是通过一定长度的采样管将样品引入仪器 一种是采用手动采样球采样 一种是采用电池操作的连续机械泵 采用采样泵也有两种方式 一种是在前面 推 一种是在后面 吸 另外还有一种集成式的设计 只要仪器开启泵就开始采样 由于泵是连续操作的 所以这种仪器也只能在泵吸状态下使用 当然 每种结构都有它的优缺点 扩散式的缺点 扩散式仪器的主要缺点是它无法进行远距离采样 假如你站在密闭空间的外面 你就无法检测密闭空间的底部 但在实际工作中 如果只是检测入口处的气体浓度 并以此做出判断就又可能发生很大的危险 因为 稍稍离开仪器的危险气体是无法被检测到的 另外 由于比重的原因 各类气体会分布在密闭空间中垂直的空间的不同层次 所以 而在一个空间内进行各个水平的检测是非常必要的 而此时扩散式仪器则无能为力 幸运的是 每一个扩散仪器的制造商都会提供一个采样部件 因此这一部件也是考虑购买的一个条件 另一个因素是采样方式 是手动采样球还是采样泵 如果要购买手动采样球 你要考虑它的操作 辛苦是难免的 你还必须记住吸取的次数以保证采样代表了实际的情况 通常 在进入密闭空间之前 应当使用泵吸式仪器在空间的外面检测内部的有毒气体浓度 而在进入空间之后则可以使用扩散式仪器保护工人自身的安全 采样式的缺点 使用采样式仪器要注意一些问题 特别重要的是泄漏 由泵吸入前的部件都是处于负压状态 会稀释由采样点得到的气体成分 在某些情况下 也许不仅仅是稀释 可能完全被取样处的气体所替代 机械泵的振动膜可能会因使用过度而老化 变硬 磨损而失去作用 通过流速的变化可以了解膜的是否失效 因此有必要在每次使用前检查一下泵吸系统 为检查手动采样球的气密性 将手动采样球安装在仪器上 压挤采样球 堵住入口 注意球体是否紧缩 如果没有泄漏 那么球体会保持紧缩直到放开入口 大多数的机械泵都会有一个流量监视功能 检查时 堵住入口 如果没有泄漏 仪器会发出低流速警报 这同样适合于那些内置泵结构的仪器 安装采样泵的仪器都会有一个过滤保护器 它可以避免颗粒或液体进入仪器 经过过滤的空气可以减少灰尘在传感器膜上的沉积从而延长传感器的寿命 颗粒磨损会损坏采样泵 而液体进入仪器会损坏整个电路系统 采样式仪器还会遇到时间延迟的问题 气体通过采样管肯定会浪费一点时间 也会延迟传感器对污染物的响应 记住 只有气体到达传感器才会有响应 如果t90 传感器达到最后读数90 的时间 是45秒 而气体到达传感器的时间也是45秒 那么整个的到达t90的时间就是90秒 样品采样管越长 则所需要的时间越长 采样管的长度还会带来另外的问题 即吸附和吸收损失 这是由于污染物可能会同采样管的材料发生反应 样品在采样管中流动时间同吸收有很大的关系 高还原性气体 比如氯气 由于它的活性很大 就很难通过远距离采样体系得到定量测量 尤其是对于氯气0 1ppm的变化量更是比较难测量到 此时采用扩散式仪器就比较适合于这类高还原性气体的测量 另外 某些组份 比如煤油 也会在某些材料上损失殆尽 另一个问题是采样温度 密闭空间的温度一般都要比仪器放置的地点高 如果此时测量一些高闪点的物质 温度的差异可能会导致蒸气在采样管内冷凝为液体 此时 只能检测气体或蒸气的传感器的读数可能会急剧下降 6 传感器的选择 选择哪些毒气传感器 如果已经确认所检测的周围环境的污染物种类 选择特定传感器就是最安全和稳妥的办法 当然 最好使用待测气体去标定这些传感器 如果无法确认 就要选择一些宽带检测器 在不了解污染物种类的初次使用时 最好选择宽带检测器 即使是在一些较为明确的应用中 比如下水道检测 可能还会遇到一些无法预计的致命物质的存在 使用者必须根据自己的知识和经验决定最为适合的仪器 从最基本的概念上 一氧化碳和硫化氢是一定要进行检测的 但可能还需要一些宽带检测器 比如PID 来检测其它可能存在的危险 这就需要4个或5个通道的复合式检测器 7 电池的选择 电池差不多可以被看成是便携式仪器的心脏 电池决定了仪器的体积和重量 也决定了仪器的使用时间 制造商提供的电池使用的灵活性保证了仪器可以随时随地应付各类紧急情况 便携式仪器既可以使用一次性锂电池 也可以使用充电电池 充电电池的优点是费用低但使用时间短 一次性锂电池的特点是使用时间长 充电电池包括 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池和锂离子电池 铅酸电池的优点是可以一直插在充电座上而不会损坏 缺点是在完全放电后电池会损坏 镍镉电池是常见的充电电池 尽管它不会由于深度放电而损坏 但它们会产生记忆效应 这种记忆更多地来自于过度充电造成的加热损坏 由于记忆效应的存在 有时它可能只能工作几分钟而不是8 10小时 这种效应可以用几次循环充放电的方式消除 当然 现在的充放电技术已经对此进行了相当大的改进 8 数据采集 无数据采集功能 数据采集功能对于许多单气体或多气体检测仪器都是非常有用的 在过去 将仪器中的数据下载到计算机中是相当专业的工作 现在这个过程已经变得非常简单 配有数据采集的仪器无论何时开机都可以保留检测数据 这些数据对于记录过程是非常明显的 这些数据还有其它的一些功能 首先它可以提供事故的判断依据 数据记录了整个事故的发展情况 节省了很多调查和论证的需要 为避免事故的再次发生提供了参考 采集的数据同时也会证明仪器在事故发生时使用是否正确与时间相关的记录可以指出在整个工作过程中是否出现过极大值 并会清楚地指明何时发生了这种情况 持续的时间有多长和发展趋势 这是没有数据采集功能的仪器做不到的 数据采集和非数据采集的仪器都会包括一些与时间有关的计算 比如最大值 STEL和TWA值 配有数据采集功能的仪器即使在仪器关闭后仍可以存储这些数据 这也是没有数据采集功能的仪器的不足之处 为了记录或显示记录的数据 配备数据采集功能的仪器可以通过下载数据做出图形和数据文件 另外 用户还可以选择采样间隔来更好地追踪数据的变化 比如如果数据变化很快 用户可以选择一个一秒的采样间隔 随时记录变化的数据 否则 采样间隔可以大一些 采样间隔越大 图形和记录的分辨率就越小 一个小时的采样间隔是无法发现几秒钟之内浓度变化的 选取在数据采样间隔内是记录平均值还是峰值也是十分重要的 记录峰值有时可能会很麻烦 例如 如果在一个小时的采样间隔内记录最大值 如果在59分钟内的平均值都是1ppm 只有在其中的1分钟出现了10ppm 此时仪器会显示在整个采样间隔内的数值是10ppm 用户关心的另一个问题是改变采样间隔会对计算最大值 STEL和TWA值有何影响 回答是不会有任何影响 不论采样间隔 仪器的微处理器都会连续以每秒时间内多次计算这些数值 采样间隔值决定多长时间记录一次数据 9 所配附件 另一个需要考虑的是购买仪器时所配的随机附件 如果气体检测仪器有充电电池 价格中是否包括充电器 附件中是否包括采样附件或者采样泵 是否包括携带箱 操作手册 校正物质 如果仪器价格中不包括这些附件 就会增加许多另外的负担 10 保修期 大部分厂家会提供一年的保修制造商会提供仪器的终身维修售后服务的连续性和可靠性是至关重要的 11 操作方便性 选择气体检测仪器的另一个重要方面是气体检测仪器是否操作方便 气体检测仪器的可操作性会影响到选购仪器的人和谁将首先学会操作它 一个人可能会有兴趣熟悉仪器的所有内容 因此 说明书和其它一些资料要列出所有日常和非经常遇到的问题 并使得一般人员都可以掌握 仪器分为傻瓜式和智能式 傻瓜式各种参数出厂后不可更改 智能式可根据现场情况参数可调节 第五节气体检测仪器的性能指标 气体检测仪器样本对仪器性能指标的描述是用户选购的依据 但不幸的是 比较各个气体检测仪器制造商的性能差别还存在一些问题 这主要是各制造商使用术语的不同 有些术语很直观通用 但其它一些可能会有特别的意义 一个例子就是浓度范围 电化学传感器一般都有一个可以连续工作的 正常范围 在此范围内使用不会有任何的损害 并且会得到一个准确的结果 同时 电化学传感器也可以间断地或短期地在 正常范围 外 只要不超过它的 临界浓度 也可以正常工作 否则 如果在正常浓度范围之外长时间工作 电解液会饱和 就可能得不到准确的结果 短期的暴露不会对传感器造成致命的损坏 但暴露在 临界浓度 之外将永久损坏传感器 有些制造商会区分正常和临界浓度 另一些会将临界浓度定为上限 但它们使用的传感器可能是一样的 同时 仪器的电路也会对浓度范围产生影响 这意味着 同样的传感器安在不同的仪器上会有不同的性能 经常使用的术语包括 精确度 Accuracy 仪器读数和实际浓度的差异的百分数 精确度可以以仪器的满量程 一个实际读数的百分数或者一个数值为基础 比如 一个检测一氧化碳的仪器用50ppm标定的满量程为1 500ppm 如果说明书上的精确度是实际读数的 10 那么可以预计用50ppm的标气测试时的读数在45 55ppm之间 另一方面 如果满量程的偏差是 10 那么这个50ppm标气在仪器上的读数大约在0 100ppm之间 因此 使用一个特定值更为直接 明白的表示应当是 在0 250ppm范围内 读数偏差是 2ppm 当然 设计不同 表示的精确度也不一样 分辨率 Resolution 可以被仪器可靠地检测到的最低浓度 测量的增加值 Incrementsofmeasurement 显示读数的最小测量单位 仪器的测量增量可能会超过仪器的分辨率 比如 有些危险环境检测仪可能提供有毒气体的测量增量是1 0或0 1ppm的增量 但一个较差分辨率 1 0ppm 的传感器就无法得到0 1ppm的读数 重复性 Repeatability 传感器重复独立测量间的最大百分偏差 在特定条件和正常浓度范围之内 线性度 Linearity 仪器的浓度响应曲线同直线的符合程度 需要注意的是 传感器本身的响应可能不是线性 但经过仪器的数学处理 可能使读数线性 线性范围 Linearrange 仪器符合直线的浓度范围 噪音 Noise 与浓度无关的信号的随机波动 漂移 Drift 与测量浓度无关的仪器读数缓慢地或长期的变化 响应时间 Responsetime 仪器开始暴露到达到稳定读数的时间 响应时间一般以T 90表示 到达最终读数90 处的时间 有些仪器采用T 95为指标 恢复时间 Recoverytime 传感器在暴露于一个阶段变化浓度后恢复正常的时间 警报设置气体检测仪的主要用途是在危险情况下警报工作人员采取行动 通常 这种行动就是立即离开危险空间或采取措施 并且只有在进一步的检测证明环境安全后才可以进行下一步的工作 对于仪器操作者来讲 选择一个合适的警报设定是十分重要的 警报要设定在有毒气体浓度的危险性不足以使工作者失去自救能力之下 因为工人需要足够的时间和能力逃到安全地带或佩戴个人防护用品 作为一个例子 可燃气体场所确定超过10 LEL就存在危险 这实际上就是允许的最高浓度 而使用5 作为行动限值 就是说此时工人应当认识到工作场所存在危险 另外作为警报设定的参考值是TWA STEL 最大值 平均值 TWA值可能是最合理的 此时 仪器可以保证在工人正常工作时 环境浓度不会超过TWA 如果指定最大值 或最小值 比如氧气 作为警报限度则比较麻烦 比如在密闭焊接车间 有毒气体的浓度变化很快 警报条件可能在1分钟内频繁出现和解除 危险环境内的气体浓度的变化可能很快 也许在很短时间内就会由安全转化为危险 应当考虑到的因素包括 工作环境到安全场合的距离 引发警报时污染物浓度增加的速度 过度暴露的影响如果对周围环境有任何的怀疑 就要使用更为稳妥的警报限值 只有在认为合适的情况下 才可以在现场继续作业 最后在工作中或环境中改变限度要得到管理部门的允许 校正所有的气体检测仪器都是采用相对测量的方法 因此都需要及时的维护和校正 只有按照制造商的要求随时进行校正才可以得到期望的准确结果 不论仪器是否使用都要经常校验它的准确性 这一点对于气体监测仪器绝对重要 在危险环境下工作中发生的事故经常是因为没有明确的警告 因此使用准确的检测仪就十分重要 同时 只有将仪器放在已知浓度的测试气体中才能知道仪器是否准确 准确度是相当重要的 甲烷4 VOL可能会燃烧爆炸 而在易燃易爆检测器上设置10 警报时 甲烷浓度达到0 4 VOL就要警报 从催化燃烧式传感器来讲 这是一个相当低的浓度 而有毒气体的警报点就更低 氯气的阈值警报值 TLV 是0 5ppm 气体检测仪器所检测的气体成分对传感器和检测器也会有很大的影响 PID的窗口可能会变脏 灵敏度下降 而电化学传感器或催化燃烧传感器受某些物质影响会中毒失效 因此影响准确性的因素很多 比如 氧气传感器在长期处于酸性气体 比如二氧化碳气体中就会有影响 有些毒气传感器在使用时会有消耗 而催化燃烧传感器会受到硅化合物 汽油中的铅 氯化物溶剂和高浓度易燃气体的影响 校正可以确保仪器的准确性 如果用已知浓度的气体确认气体检测仪器灵敏度下降 气体检测仪器就要重新校正 重要的是 如果没有标准气体的确认 你就无法知道你的仪器是否需要校正 因此 最为谨慎的方法是在每天的使用之前都要将仪器用标准气体进行校验 气体检测仪器的校正比较简单 一般都是两步校正法 首先将仪器用不含待测气体的 新鲜空气 校零 然后将仪器通入已知浓度的标准气体进行校正 用户要仔细了解仪器的操作手册 任何操作错误都会导致仪器读数的准确性 甚至导致危险事故的发生 校验测试大多数的制造商都强烈要求在任何一次实用气体检测仪之前用已知浓度的待测气体对仪器进行确认 这被称为 校验测试 这个工作只要几秒钟就可以完成 制造商一般不要求随时校正仪器除非仪器的读数比校验浓度有很大的差别 这种差别一般建议为10 延长校正检查的间隔用户经常问到的问题是 在什么样的条件下可以延长校正工作的间隔 实际上制造商对此也没有一个统一的意见 权威的工业安全设备协会 ISEA 在1996年出版了一个关于用于危险环境进入的直读式便携仪器延长校正间隔的一个最小条件 这个文件首先定义了 校验测试 和 校正 的不同 a 校验测试 是用已知浓度的待测气体确认仪器的响应是否在允许范围之内 是否需要 校正 b 校正 是用已知浓度的待测气体调整仪器的响应符合已知气体的浓度值 文件接着建议了校正检验的频度 a 直读式便携仪器的 校验测试 或者 校正 应当在每天的使用前 根据仪器说明书 用合适的测试气体进行 b 在使用前的任何 校验测试 不合格的仪器都必须进行 校正 c 如果预计测量环境会对仪器性能产生影响 比如传感器中毒等等 校正确应当随时进行 文件还定义了可以延长校正间隔的最小条件 如果条件不允许天天对气体检测器进行校正确认 ISEA允许在符合下列条件下 可以降低校验频度 a 在特定场合进行了至少十天的检测中 通过每天校验确认其中没有任何气体成分可能使传感器中毒 这个过程需要充分地确保所有的可能造成负面影响的情况发生 b 如果测试表明没有必要校正 可以延长检查间隔 但不可超过30天 c 气体检测仪器由上一次校验开始的历史记录应当由指派使用的工人负责 或者建立一个使用跟踪记录 ISEA的这个文件已经被大多数的仪器制造商接受 用户也要遵循这一要求对仪器进行校验 需要牢记的是 在任何情况下 暴露环境都会对校正产生负面影响 都可能需要立即的重新校验 更为重要的是 如果对传感器的校正有任何怀疑 在使用前都要进行校验测试 第六节气体检测仪的应用 主要有以下几方面的应用 1 泄漏检测 设备管道现场可燃或有毒气体和蒸气泄漏检测报警 设备管道运行检漏 2 检修检测 设备检修置换后检测残留可燃或有毒气体和蒸气 特别是动火前检测更为重要 3 应急检测 生产现场出现异常情况或者处理事故时 为了安全和卫生要对可燃或有毒气体和蒸气进行检测 4 进入检测 工作人员进入可燃和有毒物质隔离操作间 进入危险场所的下水沟 电缆沟或设备内操作时 要检测可燃和有毒气体或液体蒸气 5 巡回检测 安全卫生检查时 要检测可燃和有毒气体或液体蒸气 此外危险化学品要加强安全管理 完善安全措施 控制事故隐患 但是 不可能达到绝对安全 仍然会出现万有一失的情况 因此 事故隐患的检测报警 在危险化学品场所可燃和有毒气体或液体 蒸气 检测报警 是非常必要的 对避免和控制事故具有重要意义 第七节本质安全的认证 用于工业场所 危险地点或其它可能存在易燃易爆气体环境中的气体检测仪器必须具有本质安全的认证 这不是可有可无的而是必须的 作为 本质安全 认证的仪器已经通过合理的电路设计避免了在危险环境中引燃的危险 它通常包括了一个在电源装置中的保护设计 避免火花的发生和温度的增加 设计中还包括防火罩等装置 本质安全认证是有权威部门在特定条件下执行的 很多的气体检测仪器使用了 等级I 分类1 A B C和D组危险场合 标记 以表明它已经通过了 A组 气氛 包括爆炸性乙炔气体条件下 的检测 从概念上讲 通过 A组 检测的仪器 在 B C D组气氛中也是本质安全的 B组气体含有30 的氢气 或者相同危险的其它易燃气体 比如丁二烯 氧化乙烯 氧化丙烯等等 C组含有乙基醚 乙烯或其它类似气体 D组则包括了丙酮 氨气 苯 丁烷 环丙烷 乙醇 汽油 乙烷 甲醇 天然气 石脑油 丙烷等等气体和蒸气 很多仪器还具有 等级II E F和G组的认证 这些组代表了可燃性粉尘 E组为可燃性金属粉尘 包括铝 镁和它们的合金或其它的在电子设备下具有危险的颗粒状物质 F组包括一些含碳的灰尘 比如炭黑 煤等等 G组是除E F组外的粉尘 比如面粉 谷类 木材 塑料和化学品等等 任何用于危险环境使用的仪器都必须具有测试实验室的标记 认证方法可能会随不同的认证机构而有所不同 比如 加拿大标准协会 CSA 不仅测试仪器设计的本质安全 同时还会评价易燃易爆气体传感器的读数准确性和稳定性 第八节ISO认证 越来越多的制造商在争取通过ISO 国际标准组织 的质量认证 这不是一件容易的事 即使是通过ISO认证的企业 也不能自动保证它的产品出类拔萃 它也可能是平平常常的产品 但它们的产品是一直按照高度固定的规范流程生产的 ISO认证保证了企业严格执行它们的设计 制造 营销和服务的质量标准 并且最大限度地满足客户的需要 第三章职业性急性一氧化碳中毒诊断标准 DiagnosticCriteriaofOccupationalAcuteCarbonMonoxidePoisoningGBZ23 2002 急性一氧化碳中毒是吸入较高浓度一氧化碳 co 后引起的急性脑缺氧性疾病 少数患者可有迟发的神经精神症状 部分患者亦可有其他脏器的缺氧性改变 1范围本标准适用于钢铁工业 化学工业 煤气 煤炭 交通等生产活动中因吸入高浓度一氧化碳引起的急性中毒者 生活性急性一氧化碳中毒的诊断亦可参用本标准 长期接触低浓度一氧化碳能否造成 慢性一氧化碳中毒 至今尚有争论 不属于本标准的应用范围 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件 其随后所有的修改单 不包括勘误的内容 或修订版均不适用于本标准 然而 鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件 其最新版本适用于本标准 GBZ76职业性急性化学物中毒性神经系统疾病诊断标准 3诊断原则根据吸入较高浓度一氧化碳的接触史和急性发生的中枢神经损害的症状和体征 结合血中碳氧血红蛋白 HbCO 及时测定的结果 现场卫生学调查及空气中一氧化碳浓度测定资料 并排除其他病因后 可诊断为急性一氧化碳中毒 4接触反应出现头痛 头昏 心悸 恶心等症状 吸入新鲜空气后症状可消失 5诊断及分级标准5 1轻度中毒具有以下任何一项表现者 a 出现剧烈的头痛 头昏 四肢无力 恶心 呕吐 b 轻度至中度意识障碍 但无昏迷者 血液碳氧血红蛋白浓度可高于10 5 2中度中毒除有上述症状外 意识障碍表现为浅至中度昏迷 经抢救后恢复且无明显并发症者 血液碳氧血红蛋白浓度可高于30 5 3重度中毒具备以下任何一项者 5 3 1意识障碍程度达深昏迷或去大脑皮层状态 5 3 2患者有意识障碍且并发有下列任何一项表现者 a 脑水肿 b 休克或严重的心肌损害 c 肺水肿 d 呼吸衰竭 e 上消化道出血 f 脑局灶损害如锥体系或锥体外系损害体征 碳氧血红蛋白浓度可高于50 5 4急性一氧化碳中毒迟发脑病 神经精神后发症 急性一氧化碳中毒意识障碍恢复后 经约2 60天的 假愈期 又出现下列临床表现之一者 a 精神及意识障碍呈痴呆状态 谵妄状态或去大脑皮层状态 b 锥体外系神经障碍出现帕金森氏综合征的表现 c 锥体系神经损害 如偏瘫 病理反射阳性或小便失禁等 d 大脑皮层局灶性功能障碍如失语 失明等 或出现继发性癫痫 头部CT检查可发现脑部有病理性密度减低区 脑电图检查可发现中度及高度异常 6处理原则6 1治疗原则6 1 1迅速将患者移离中毒现场至通风处 松开衣领 注意保暖 密切观察意识状态 6 1 2及时进行急救与治疗a 轻度中毒者 可给予氧气吸入及对症治疗 b 中度及重度中毒者应积极给予常压口罩吸氧治疗 有条件时应给予高压氧治疗 重度中毒者视病情应给予消除脑水肿 促进脑血液循环 维持呼吸循环功能及镇痉等对症及支持治疗 加强护理 积极防治并发症及预防迟发脑病 6 1 3对迟发脑病者 可给予高压氧 糖皮质激素 血管扩张剂或抗帕金森氏病药物与其他对症与支持治疗 6 2其他处理6 2 1轻度中毒经治愈后仍可从事原工作 6 2 2中度中毒者经治疗恢复后 应暂时脱离一氧化碳作业并定期复查 观察2个月如无迟发脑病出现 仍可从事原工作 6 2 3重度中毒及出现迟发脑病者 虽经治疗恢复 皆应调离一氧化碳作业 6 2 4因重度中毒或迟发脑病治疗半年仍遗留恢复不全的器质性神经损害时 应永远调离接触一氧化碳及其他神经毒物的作业 视病情安排治疗和休息 第四章防护技术及装备 第一节GB T18664 2002 呼吸防护用品的选择 使用与维护 在颁布的职业病名单中 有近70 的与呼吸系统有关 作为职业病防护用品 呼吸防护用品的应用必然非常普遍 针对各种职业病防护用品 职业病防治法 要求的不仅仅是配备 更要求有效 佩戴的呼吸防护用品 必须能将空气污染物浓度降低到国家职业卫生标准以下 因此 如何根据各种实际危害情况 正确选择有效的呼吸防护用品 将成为用人单位如何遵法守法 监督部门如何监督执法的一个焦点性问题 具有同样重要意义的是 如何正确使用呼吸防护用品 确保其发挥正常的防护功能 将成为另一个焦点性问题 可以说选好 用好呼吸防护用品 是有效预防职业病的一个重要课题 2002年10月1日生效的国家标准 GB T18664 2002 呼吸防护用品的选择 使用与维护 将成为解决这一重要技术性和管理性难题的钥匙 根据呼吸性职业危害及作业的不同性质和特点 如何正确选择 正确使用呼吸防护用品 这是一个普遍性问题 国外许多国家都是通过颁布和实施呼吸防护用品的选用标准 对采用呼吸防护用品有效预防呼吸性职业危害做统一规范和监督 如在美国 职业安全卫生管理局 OSHA 颁布了29CFR1910 134 呼吸保护标准 并强制执行 在澳大利亚和新西兰颁 AS NZS1715 1994 呼吸防护用品的选择 使用与维护 标准也得到强制执行 英国的标准BS4275 1997 有效执行呼吸防护用品计划指南 在英国得到广泛应用 新加坡虽没有呼吸防护用品的产品标准 但颁布了CP74 1998 呼吸防护用品的选择 使用与维护实施细则 在接受美国 欧共体 日本等发达国家的认证产品的同时 强制执行自己的选用标准 GB T18664的名称反映了其必备的三个主要技术内容 即呼吸防护用品的选择 呼吸防护用品的使用和呼吸防护用品的维护 此外 为保证标准实施的准确性和有效性 呼吸保护计划 一套在用人单位内部建立并执行的管理制度 成为标准的第四部分内容 这四个部分相互联系 是不可分的有机体 作为新的管理方法 新标准还引入了许多新概念 新方法和新的技术参数 解读新标准 帮助广大标准使用者深入理解标准的内涵 掌握使用方法 第二节GB T18664标准内容简介 1 选择方法是首要核心概括地讲 呼吸性职业危害有极端危险性和普通危险性两类 前者具有急性发病和致命的特点 后者则具有隐蔽 缓慢发病和存在广泛的特点 呼吸防护用品的选择首先应与之相适应 标准的第4章分几个方面规定了选择的步骤和方法 1 1根据有害环境性质和危害程度选择标准将有害环境分为立即威胁生命和健康 ImmediatelyDangeroustoLifeandHealth IDLH 环境和非IDLH环境 IDLH环境是个新概念 标准将下面几种环境归入IDLH环境 1 有害环境性质未知 包括污染物种类未知 浓度未知 2 缺氧或是否缺氧未知 3 空气污染物浓度达到立即威胁生命和健康浓度 IDLH浓度 除上述情况外 当空气污染物种类已知 浓度已知 浓度高于适用的国家职业卫生标准 但低于IDLH浓度的情况就是非IDLH环境 IDLH浓度也是一个新概念 它不是有害物的职业卫生标准 而是为呼吸防护用品选择而制订的有害物浓度限值 对没有呼吸防护的人而言 接触超过该限值浓度的有害物可导致死亡 或致残 或使人丧失逃生能力 我国过去没有制订IDLH浓度 GB T18664直接引用了目前国际上较通用的一套IDLH浓度 它由美国国家职业安全卫生研究所 NIOSH 制订 NIOSH在不断研究基础上 不断修订IDLH浓度 新标准采纳的是由美国职业安全卫生管理局 OSHA 强制执行的1990年版 IDLH浓度与职业卫生标准 无论是我国的还是美国的 都没有成比例的关系 例如 在我国 一氧化碳的职业卫生标准是30mg m3 IDLH浓度是 1500PPM 1700mg