即使同样的便携式气体检测仪有可燃气体通道,也不能在氢气作业现场和甲烷设施中采用相同选型方式。如果改用装有红外传感器的设备,却发现要检测的气体不在该传感器目标范围内,设备其他优点无法弥补这一空缺。
比较便携式气体检测仪红外与催化式传感器时,应先确认能否检测目标气体以及氧气条件。下面说明如何制定按气体分类的选择表,避免将红外不依赖氧气或催化式响应气体较广的特点,扩大为对所有现场都更优。
1. 先写目标物质,再看可燃气体通道名称
可燃气体测量不是只涉及一种气体的问题。应确认设施投入原料、产物与残留物,再列出需要测量的气体、蒸气清单。如果混合物组成可能改变,也应记录变化可能性。
再注明测量目的:个人报警、进入前远程采样,还是工艺高浓度分析。目的不同,所需范围、采样装置和验证方法也可能不同。将便携个人安全设备用于说明书未允许的工艺分析,需要另行评估。
制造商区分红外、催化式、电化学式等传感器原理,并说明应根据目标气体和用途选择。“可燃传感器”这一共同名称,不代表检测范围相同。Dräger传感器原理与选择指南
2. NDIR测量规定的红外吸收
非分散红外(Non-Dispersive Infrared,NDIR)利用气体吸收特定波段光线的特性。实际可检测物质取决于传感器波长、结构和设定,不能扩大解释为“红外就能测所有碳氢化合物”。
普通可燃气体用NDIR无法直接检测氢气。Honeywell Impact系列说明书也明确指出可燃红外传感器检测氢气的局限。预期存在氢气的区域,应确认设备是否另外配备适当的氢气检测传感器。Honeywell Impact使用说明书
NDIR可在无氧条件下测量目标气体,并不意味着人在缺氧场所安全。氧气浓度与毒性风险应通过独立通道和管理措施处理。不能因红外的一项特性,就推测整台设备的所有传感器都可用于惰性气氛。
某些特定配置的红外通道可同时提供两种气体测量,但该功能属于其准确传感器型式及允许气体的规格。不要将一款产品的多通道功能泛化到其他红外检测仪。
3. 催化式需确认燃烧反应与氧气条件
催化式也称接触燃烧式或催化珠式。由于读取可燃气体氧化反应引起的变化,在氧气不足气氛中可能难以获得可靠响应。具体最低氧气条件,应确认传感器及制造商说明书。
OSHA技术文件说明了依赖氧气的可燃传感器局限,以及测量校准气体之外的气体时,需检查制造商修正资料。这是美国技术指南,并非韩国法律标准,也不提供所有设备通用设定值。OSHA直接读数仪器技术文件
催化式还应重视硅类等影响传感器的物质暴露记录。“昨天正常工作”不能证明今天灵敏度正常。不当维护和传感器中毒风险,应通过使用前确认及按制造商指南检查来管理。OSHA直接读数仪器检查指南
催化式可以对氢气响应,也不代表所有催化传感器适合所有浓度和环境。应在单个传感器规格中确认氢气性能、校准条件及使用范围,区分原理上的可能与实际设备获准的测量功能。
4. 按气体选择表中应保留“未确认”
下表是收集资料的顺序,并非特定产品推荐或认证判断。每行关联相应制造商传感器部件编号及最新文件,才成为实际选择表。关键是不要假设气体改变后只修改修正系数即可。
现场条件 | 红外评估问题 | 催化式评估问题 | 所需确认结果 |
|---|---|---|---|
目标为甲烷 | 该传感器甲烷范围和设定是什么 | 甲烷校准和显示条件是什么 | 所需浓度区间适用性 |
可能存在氢气 | 是否有独立氢气检测通道 | 是否具备氢气性能和使用条件 | 没有检测空缺的配置 |
可能缺氧 | 是否允许无氧测量目标气体 | 氧气条件如何影响响应 | 传感器限制与单独氧气管理 |
多种气体、蒸气混存 | 各物质是否在检测对象内 | 各气体响应和校准基准是什么 | 无资料物质的单独评估 |
担忧硅类等暴露 | 有何光学污染等限制 | 中毒、灵敏度下降管理指南是什么 | 检查与恢复使用程序 |
表中如有无法确认的物质,不能擅自标为“可测量”。应向工艺风险负责人及制造商提供物质名和共存条件,要求补充评估。某物质不能检出时,应先确认能否仅靠改变传感器设定解决。
5. 校准气体与实际气体不同,数字含义也不同
可燃气体通道的爆炸下限百分比(%LEL),需知道按何种气体和基准显示才能解释。甲烷校准设备即使对其他气体响应,也不能认定显示等于该气体实际%LEL。应确认制造商规定的校准方式及修正资料。
混合气体环境更需注意。成分与比例未知时,不要将某一种气体修正系数用于整个混合物,以确定浓度。修正表是相应条件下的测量解释资料,并非使原本无法检测的气体变得可检出的功能。
对同一屏幕同时显示%LEL和vol%,或切换量程的型号,也应查阅具体说明书。不能因数字降低就解释为危险减少。显示单位及特殊状态处理可参阅测量范围与准确度规格表。
6. 假设案例:将甲烷用设备转用于氢气工艺
假设设施团队准备把甲烷管道检查用的红外可燃通道设备,也分配到氢气处理设施。团队首要问题并非连续续航或传感器寿命,而是有无直接检测氢气的通道。若没有,即使现有设备显示0,也不能作为氢气不存在的依据。
团队取得各设备传感器配置表及氢气通道适用范围。如有催化式候选设备,除氢气检测性能外,还需评估氧气条件及预期中毒物质。如果也预期缺氧,不能仅凭催化式可对氢气响应就选定,应重新评估相应条件下有效的测量手段。
此外,不应将CO通道的氢气交叉响应用作氢气安全监测手段,因为干扰不同于对目标物质可靠的定量功能。该区别可结合电化学传感器规格对照审查。本案例是假设,用于说明设备调配判断,并非特定企业业绩。
7. 选择完成后仍需要检查体系
即使确定传感器方式,也需确认实际进气和报警动作。红外较少受催化毒性物质影响的特点,不会消除光学系统和入口污染、设备故障及错误设定。不要将“耐中毒”解释成“不需要功能检查”。
检测气体、校准基准与设定值,应关联设备台账,才能在更换传感器或工艺改变时重新对照。应区分制造商说明书规定的功能检查与校准目的,并记录规定结果。使用前检查表可结合作业前检查表。
执行检查清单
[ ] 已记录各工艺预期气体、蒸气及混合物变化可能性。
[ ] 已确认可燃气体通道传感器型式和部件编号。
[ ] 预期有氢气时,已单独确认可直接检测的配置。
[ ] 已用制造商资料对照红外能否检测各气体。
[ ] 已评估催化式氧气条件和中毒物质。
[ ] 已记录校准气体、显示基准及修正资料适用条件。
[ ] 未将未确认气体与使用条件判为适用。
[ ] 已规定设备调配及工艺变更时重新审查传感器配置。
结论
便携式气体检测仪红外与催化式传感器的选择,首先应对照目标气体和氧气条件。若遗漏NDIR氢气检测局限与催化式氧气依赖性,可能忽略重要检测空缺。
应保留关联各气体可检性、校准基准和维护条件的表,才能在设备变更时延续判断。决定选择的应是针对现场条件的个别规格依据,而非传感器方式的一般优点。
来源
Dräger,Gas Detection Sensors — 传感器工作概念及按用途选择。
Honeywell Analytics,Impact / Impact Pro / Impact Pro IR Operating Instructions — 红外氢气检测局限及对应设备使用条件。
OSHA,Technical Manual, Section II Chapter 3 — 可燃传感器氧气依赖性、校准气体与响应差异。美国技术指南。
OSHA,Calibrating and Testing Direct-Reading Monitors — 根据制造商指南检查、校准及影响传感器的暴露因素。美国指南。

