化工过程中可燃有毒气体检测仪的设置及选型

但有毒气体不能达到最高允许 到 25% 爆炸下限， 浓度时， 应设置可燃气体检测器； 当有毒气体或含 有毒气体浓度可 有可燃气体的有毒气体泄漏时， 能达到最高允许浓度， 但可燃气体浓度不能达到 25% 爆炸下限时， 应设置有毒气体检测器； 在可燃 气体与有毒气体同时存在的场所， 若可燃气体浓 有毒气体浓度也达到最 度达到 25% 爆炸下限时， 高允许浓度， 应分别设置可燃气体和有毒气体检 测器， 若同一种气体既属于可燃气体又属于有毒 气体， 只设置有毒气体检测器。 2． 2 混合气体的检测 在实际设计工作中经常会碰到的是混合气体 的检测报警， 以下例举两种可燃性气体混合的情 况： 氢气含量为 60% ， 甲烷含量为 22% 。 这两种 5% ， 气体的爆炸下限分别为 4% 、 所以当 25% 爆 炸下限时两种气体都应设置可燃气体检测器， 但 可通过计算求取先到达 由于混合气体组分固定， 爆炸下限的气体组分， 只设置一种可燃气体检测 器来进行检测报警。 首先假设有 100 体积气体， 计算当这 100 体 积气体 中 两 种 可 燃 气 体 分 别 达 到 爆 炸 下 限 的 25% 时混合气体的体积为：
3 可以计算出 1m 气体中一种有毒气体的最高允 3
碳氢类可燃气体， 其特点是精度高、 测量范围广、 寿命大于 2a， 但是其价格较高， 且不适合氢气检 测。 3． 1． 2 有毒气体检测器的选型 电化学型检测器包括电位电解法、 隔膜电极 其优点是工艺成熟、 受环境影响小， 缺点是 法等， 使用寿命短（ 1 ～ 3a） 、 零点不稳定。 半导体型检测器是利用被测气体的吸附作 用， 改变半导体的电导率， 通过电流的变化激发报 警电路。其特点是选择性好、 反应灵敏， 但其受环 境影响较大， 寿命为 3 ～ 4a。 3． 2
［ 1］ GB 504932009 ， 石油化工可燃气体和有毒气体检测 S］ ． 北京： 中国计划出版社， 2009． 报警设计规范［ ［ 2］ SH 30631999 ， 石油化工企业可燃气体和有毒气体 ． 北 京： 中 国 计 划 出 版 社， 检测报警 设 计 规 范［S］ 1999．
（ 下转第 618 页）
（ 3）
许浓度：
分子量 × 10 6 C = 气体百分比 × 22． 4 （ 2）
经计算， 得出两种气体均超出最高允许浓度 。
3 假设两种气体均为 1m ， 可计算其在最高允许浓
度下的百分比 K ：
K= 最高允许浓度 × 100 分子量 × 10 6 22． 4
可燃有毒气体检测器的安装 根据标准， 检测比重大于空气的可燃气体检
1108 收稿日期：2011-
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第 39 卷
只需设置氢气的可燃气体检测器即可 。 另一种情况为两种或多种有毒气体的混合， 例如某 有 毒 混 合 气 体 的 组 分 分 别 为 一 氧 化 碳 7． 0% 、 硫化氢 0． 2% ， 两种气体的最高允许浓度 10mg / m ， 34 。 由此 分别为 20 、 分子量分别为 28 、
3 3
通过计算式 （ 3 ） 可知， 一氧化碳的最高允许 硫化氢的最高允许百分比为 百分比为 0． 001 6% ， 0． 000 7% 。而混 合 气 体 中， 一氧化碳的浓度为 7． 0% ， 硫化氢的为 0． 2% ， 混合气体中一氧化碳 的含量是硫化氢的 35 倍， 而最高允许百分比中一 所以一氧化碳会先达 氧化碳是硫化氢的两倍多， 到最高允许浓度， 只设置一氧化碳检测器即可。 3 3． 1 检测器的选型与安装 可燃有毒气体检测器的选型 1］中规定， 烃类可燃气体可选用催化 文献［ 高腐蚀环境宜用红外 燃烧型或红外气体检测器， 气体检测器， 氢气检测可用催化燃烧型或电化学 型检测器； 硫化氢、 氯气和一氧化碳可选用电化学 型或半导体型检测器。 3． 1． 1 可燃气体检测器的选型 催化燃烧型气体检测器是目前最广泛使用的 其利用惠斯通电桥原理， 感 可燃气体检测器之一， 应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧， 使感 打破电桥平衡。 其特点 应电阻的阻值发生变化， 是精度高、 反应快， 但是某些场合会使催化剂中 毒。需要注意的是催化燃烧型气体检测器一般寿 之后就会失效， 一般工厂的仪表从采购 命为 2a， 到货到整厂建设完成需要 2 ～ 3a 的周期， 这期间 因此设计时 气体检测器很容易因为过期而失效， 应注明此类仪表为后期采购仪表 。 红外光学型气体检测器的原理是利用红外传 感器通过红外线光源的吸收来检测现场环境中的
Design of High Precision Strain Signal Acquisition Module
WU Jun1 ，CHEN Yu2 ，ZHANG Weining2 ，HUANG Wenjun2
（ 1 ． Network Center of Zhejiang Medical College，Hangzhou 310053 ，China； 2 ． SUPCON Technology Co． ，Ltd． ，Hangzhou 310053 ，China）
1999 ： 20 ～ 27． ［ 2］ Werner M R，Fahrner W R． Review on Materials，Microsensors，Sytems，and Device for HighTemperature and HarshEnvironment Applications［J］ ． IEEE Trans48 （ 2 ） ： 875 ～ actions on Industrial Electronics，2001 ， 880． ［ 3］ 张春燕， Delta 调制器的 严利民， 宁伟超． 一种 SigmaJ］ ． 微计算机信息，2007 ， 23 （ 6 ） ： 279 ～ 电路实现［ 281． ［ 4］ 黄俊杰， 毛晓波， 黄云峰． 基于多路 ΣΔA / D 转换器 ． 电测与仪表，2004 ， 41 的同步数据采集系统［J］ （ 7 ） ： 22 ～ 25．
第5 期
祝
晋． 化工过程中可燃有毒气体检测仪的设置及选型
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化工过程中可燃有毒气体检测仪的设置及选型
祝 晋
Fra Baidu bibliotek
（ 北京航天万源煤化工工程技术有限公司， 北京 100176 ）
摘
要
针对工业设计中可燃有毒气体检测器的设置问题 ， 提出了混合可燃气体和混合有毒气体检测
器的计算和安装方法， 并介绍了普遍应用的几种可燃有毒气体检测器 。 总结了可燃有毒气体检测器在 安装和选型时应注意的事项 。 关键词 可燃有毒气体检测器 TH814 混合可燃气体和有毒气体 A 文章编号 爆炸下限 最高允许浓度 中图分类号 文献标识码 10003932 （ 2012 ） 05058503
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的定量加料工艺中， 高精度应变信号采集模块的 精度和稳定性完全达到应用要求 。 参 考 文 献
［ 1］ 中国电子学会敏感技术分会 ， 北京电子学会． 传感 ． 北 京： 电 子 工 业 出 版 社， 器与 执 行 器 大 全［M］
图7 6
应变信号采集模块硬件组成原理
测试与验证
经过实际测试验证， 本设计实现了高精度的 ， 信号采集和信号处理 测试指标如下： a． 精度为 ± 0． 1% FS（ 25℃ ， 40% RH） ； b． 隔离测量， 通道点点隔离； c． 抗干扰测试达到 EMC 三级指标； d． 采样更新时间 100ms。 7 结束语 100 控 制 系 统 本设计在国产 WebField ECS并已应用于某油漆生产加工过程 得到成功应用 ，
Abstract
A highprecision strain signal acquisition module for weighing sensors was designed，including the
parallel bridge road for sensors which adopting fourwire power supply mode to improve antiinterference capacity in analog signal processing； and the ADS1213 chip for highprecision A / D converter can realize digital signal conversion； the light coupling isolation between converter and CPU can promote antiinterference． By applying the signal correction method which boasting of a combination of software and hardware， the signal acquisition accuracy can be improved． Twoway strain signal acquisition module developed for DCS can realize realtime sampling and processing of strain signals from weighing sensors． The test results show that this module can have highprecision signal acquisition and processing realized． Key words DCS， signal acquisition， strain signal，weighing sensor （ 上接第 586 页）
Q= 爆炸下限 × 25% × 100 混合气体浓度 （ 1）
经计算， 每 100 体积气体达到爆炸下限时混 氢气为 1． 666 ， 甲烷为 5． 680 。 所 合气体的体积， 以当混合气体泄露 1． 660 体积时， 其中的氢气已 经达到了爆炸下限。 由此可知， 这种混合气体中
①
毒气体的可燃气体泄漏时， 可燃气体浓度可能达
其安装高度应距地坪 0． 3 ～ 0． 6m； 检测比重 测器， 大于空气的有毒气体的检测器， 应靠近泄漏点， 其 安装高度距地坪 0． 3 ～ 0． 6m； 检测比重小于空气 的可燃气体或有毒气体的检测器， 其安装高度应 高出释放源 0． 5 ～ 2． 0m； 检测与空气分子量接近 检测器应安装 且极易与空气混合的有毒气体时， 于距释放源上、 下 1m 的范围内。 其中， 相对气体 相对气 密度大于 0． 97kg / m 的即认为比空气重， 体密度小于 0． 97kg / m 的即认为比空气轻。可燃 有毒气体检测器在安装时还需注意： 现场不应有 检测器安装高度不应过低， 并与周围 强电磁干扰， 设备留出 0． 5m 以上的距离。 4 结束语 可燃有毒气体的检测和报警直接关系到现场 是工艺现场消防安全的关键 设备和人员的安全， 设计和安装， 才能确保报 设备。只有正确地选型、 警器安全可靠的运行， 达到安全生产的目的， 笔者 根据实际应用要求提出了检测器在选型和安装时 为可燃有毒气体检测仪的选型、 安装 的注意事项， 使用提供参考。 参 考 文 献
随着化学工业的发展， 易燃、 易爆和有毒气体 的种类和范围都在不断地扩大， 各种高温、 高压设 这些气体一旦发生 备内常装有剧毒或易燃气体， 泄漏， 将造成不可估量的后果。 在化工厂的设计 中加入可燃有毒气体报警系统， 可以连续监控工 艺装置或储运设施周围环境中的可燃有毒气体泄 漏情况， 并及时发出报警， 以保障装置和人身的安 全。 笔者根据工业设计中可燃有毒气体检测仪的 提出了具体的计算和安装方法， 并总结 设置问题， 了安装过程中需要注意的事项。 1 可燃有毒气体检测器的设置场所 ① 1］ 根据文献［ 的规定， 为预防人身伤害、 火灾 和爆炸事故的发生， 保障企业的安全， 在生产或使 用可燃气体和有毒气体的工艺装置、 储运设施的 区域内对可能发生可燃气体和有毒气体的泄漏进 2］的规定， 生产或使用可燃 行检测。根据文献［ 气体的工艺装置和储运设施 （ 包括甲类气体和液 化烃、 甲 B 类液体的储罐区、 装卸设施以及灌装 站等） 的 2 区及附加 2 区内， 应按该规范设置可燃 气体检测报警仪。 因此， 甲类、 乙类生产装置和存储罐区如果有 危险气体泄漏的可能， 能够形成爆炸性气体危险 环境， 应设置可燃气体检测器； 如果泄漏气体中含 有有毒气体， 则应设置有毒气体检测器。 2 可燃有毒气体检测器的设置 2． 1 一般气体的检测 1］的规定， 根据文献［ 当可燃气体或含有有