關於氣體檢測器的發展和應用
美國國家職業安全和健康研究院(NiosesH)和美國國家職業安全和健(jiàn)康局(OSHA)發表的研(yán)究報告(gào)都表明很多致命(mìng)的(de)密閉(bì)空間的事故都同所在空間的氣體組份有關。而這些危險組份既可能在(zài)工人進入密閉空間之前就已產生(shēng)存在,或(huò)者由於他們在(zài)其間的活動形成。絕大多數的(de)事(shì)故發生都在於(yú)缺乏工人進入密閉空間之前和在其中工作過程中對(duì)於危險氣體的檢測。所有這些研究都表明在涉(shè)及密閉空間進入的各個階段中危(wēi)險氣體檢(jiǎn)測的重要(yào)性。
礦工可能是最早認識到需要一種檢(jiǎn)測危(wēi)險氣體裝置的工(gōng)人。礦井中的氣體組份代表了各種各樣的危險情況,這其中遇到的有毒氣(qì)體包括:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等(děng)等,還包括氧(yǎng)氣不足的情況。在有些情況下,甲烷(wán)也可(kě)能達(dá)到產生爆炸的濃度。由於甲烷(wán)沒有任何的警報(bào)特性,在工人認識到危險發生時,甲烷就可能積(jī)聚到了立(lì)即爆(bào)炸(zhà)的濃度。任何的火源的出現,比如工人的礦燈都會引起爆炸事故。第一個可燃氣體(tǐ)指(zhǐ)示器(qì),Davy
燈的出現,就為工人的安全提(tí)供了保障。這種燈的變種現在仍然應用於礦(kuàng)井的安全檢測領域。
一氧化碳是礦工們關心的重要危險之(zhī)一。同樣(yàng),它也由於缺乏警報特性常常會使工人在不知不覺中處於(yú)極為危險的濃度之下。使用一些小動物,像鳥、比如著名的"礦井金絲鳥"就成為在那個時代的定量檢測有(yǒu)毒氣體無可奈何的(de)方法。後來又出現了測量一氧化碳(tàn)的比色管,並且在存在這種危險氣體的各種場合得到(dào)廣泛應用,以(yǐ)後又有了檢測氧氣濃度的比色管出現。
船艦上密(mì)閉空間存在有害氣體的危險是對於發展現代氣體檢測(cè)裝置的(de)另一個(gè)刺激。1926年,火燒連營般的(de)油船爆炸促使加利福尼(ní)亞的標油公(gōng)司發起(qǐ)研製開發可燃氣體直讀指示器的工作。在1927年,Oliver
W. Johnson
發明並提出了一種利(lì)用可燃(rán)氣(qì)體(tǐ)在一個鉑絲上(shàng)催化(huà)燃燒機理的便攜式可燃氣體檢測器。即使是70年後的(de)今天,在大多數密閉空間(jiān)檢測中用到的檢測器仍然采用這(zhè)種原理,當然,它們已經(jīng)融入了更多的現代技術(shù)成分。1960年,第(dì)一代的電(diàn)化學氧氣(qì)傳感(gǎn)器的發現很快使氧氣的實時檢測也出現在便攜儀器(qì)之中。今天的工人(rén)已經有了(le)更多的選擇,使用(yòng)各種原理製造的檢測管、檢測儀(yí)隨處可見。現在工人麵臨的問題是:對於(yú)特定的環境如何選擇合適的檢(jiǎn)測技術。
對於進入密閉空間和在其中工作時的氣體成分檢測、管理有著兩種主要的(de)需求:一是對於存在的(de)和可能存在的危險氣體的正確估計,二是製訂對策以減少、控製或維持可能對工人構成威脅的危險氣體的(de)濃度。而在得出任何對策之前,就必須對與密閉空間有關(guān)和進(jìn)入過程中的所有可能的危險氣體組份進行估計及確(què)認。
在一些密閉空間中,比如一個孔的大存儲罐,現有知識所認識到的危險(xiǎn)氣體組份濃度可能很低。罐的(de)體積較大,在進入之前,你無法完全控製和準確地描述整個空間的氣體是否安全,這就意味著,在大多(duō)數情況下(xià),隻有在進入部位的氣體組(zǔ)份(fèn)得到了(le)通風處理(lǐ)和檢(jiǎn)測,並且(qiě)也僅僅預計(jì)到了經常遇到的危險情況(氧氣不(bú)足、甲烷、硫化氫等等),而其它可能的(de)危險,比如罐壁吸附物質的釋放等等,也許會突然發生,在這種情況下,就需要一種更為廣泛的檢測手段。
通(tōng)過非特效測量(liàng)得到的數據(jù)可能會(huì)相當複雜。在氣體檢測中經常使用的金屬氧化型(MOS)就會對很(hěn)多的化合物都具有反應,所(suǒ)以它得到的結果就很難說清楚。另一(yī)方麵,技(jì)術的進步已使我們可(kě)以得到原來(lái)需要大型、笨重的儀器才(cái)能獲得的檢測儀器。比如,配備多個傳感器的複合式氣體檢測儀,現在也可以安裝體積小巧的專門測量有機化(huà)合物蒸氣的PID(光離(lí)子化檢測器)。它可以在ppm級的水(shuǐ)平上檢測大多數的揮發性有機(jī)化合物。從而對眾多的有機溶劑和化合(hé)物發出超限警報。
在很多情況下,對於特定密閉容器確定其中的危險氣體還是比較容易的。你可以在隨處可見的密(mì)閉空間中(zhōng)發生的致命事故的文獻資料中查到主要的危險氣體組份(fèn),包括:氧氣(不足或過量),易燃易(yì)爆氣體和(hé)蒸氣,有毒氣體(主要是一氧化碳,硫化氫)。盡管還可能存在其它的有毒氣體,但CO和(hé)H2S仍被認為是致命氣體的禍首。但另一方麵,盡管其它的有毒氣體可能並不常見,但它們引起的危(wēi)害可能(néng)更為致命,尤其可能對工人(rén)造成長期的身體損壞和生命威脅。
解決這些棘手問題的關鍵(jiàn)就要預計可能存在的危險,然後確定需要采取的措施。換句話說,當確定一個檢測手段時,最(zuì)主要的是要保證檢(jiǎn)測(cè)和防護足以對付可能發生的所(suǒ)有危險。