气体比例

请问谁知道氩气和二氧化碳混合气体混合比例的验证办法或相关的验证设备？

要买标准气体，厂家要我确定气体的比例，不知道该怎么定，希望高手帮忙解决一下！

FID检测器的空气和氢气的比例正常比例为10:1,如果比例变化会出现什么结果。

请问大家怎么比较质谱中不同气体的相对量的？比如在TDS（或TPD）中两种气体的脱附峰面积已知，如何计算他们的实际的量的比例。好像记得需要一个气体电离的灵敏因子，但是到处都查不到这个东西。

有关天然气的国家标准中，只有气体的状态参数，没有主要组份CH4的比例，请专家推荐一款监测天然气的便携式仪器。（非LEL传感器的产品）

[size=3][b]气体纯度及组分比例如何检测？[/b][/size]氩气与氧气的混合气体，我想知道混合气体的纯度及组分比例，可以用什么方法进行检测？[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]可以吗？

有一个标气，知道其里面所含物质和比例。另外一个气体样品。所含的可能不止标准气里面气体，还含有其他物质。请教怎么检测样品中所含标 准气的含量。用的是热导检测器。比如：标 准气A 30% Area300，B 40 % Area400，C 40% Area400。样品中A Area 150，B Area200，C Area100。怎么计 算A、B、C在样品中所含的比例。

气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式的，相对比较简易。常用的传感器原理有催化燃烧、电化学、PID光离子化、半导体技术。 气体分析仪是测量气体成分的流程分析仪表。在很多生产过程中，特别是在存在化学反应的生产过程中，仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。例如，在合成氨生产中，仅控制合成塔的温度、压力、流量并不能保证最高的合成率，必须同时分析进气的化学成分，控制氢气和氮气的最佳比例，才能获得较高的生产率。又如在锅炉的燃烧控制中除需控制燃料与助燃空气的比例外，还必须在线分析烟道的化学成分，据此改变助燃空气的供给量，使炉子获得最高的热效率。此外，在排出有害气体的工厂中，也必须采用气体分析仪对有害气体进行连续监视，以防止危害工人健康或污染环境或引起爆炸等恶性事故。由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样，气体分析仪的种类繁多。常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。

气体分析仪是测量气体成分的流程分析仪表。在很多生产过程中，特别是在存在化学反应的生产过程中，仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。例如，在合成氨生产中，仅控制合成塔的温度、压力、流量并不能保证最高的合成率，必须同时分析进气的化学成分，控制氢气和氮气的最佳比例，才能获得较高的生产率。又如在锅炉的燃烧控制中除需控制燃料与助燃空气的比例外，还必须在线分析烟道的化学成分，据此改变助燃空气的供给量，使炉子获得最高的热效率。此外，在排出有害气体的工厂中，也必须采用气体分析仪对有害气体进行连续监视，以防止危害工人健康或污染环境或引起爆炸等恶性事故。由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样，气体分析仪的种类繁多。常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。　　　 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式和手持式的，相对比较简易。常用的传感器原理有催化燃烧、电化学、PID光离子化、半导体技术。 智能氧化锆氧量分析仪是一种实用可靠的自动化分析仪表。能与各种电动单元仪表、常规显示记录仪表及DCS集散控制系统配合作用，可对锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备在燃烧过程中所产生的烟气含量进行快速、正确的在线检测分析。以实现低氧燃烧控制，达到节能目的，减少环境污染。

测量气体成分的流程分析仪表。在很多生产过程中，特别是在存在化学反应的生产过程中，仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。例如，在合成氨生产中，仅控制合成塔的温度、压力、流量并不能保证最高的合成率，必须同时分析进气的化学成分，控制氢气和氮气的最佳比例，才能获得较高的生产率。又如在锅炉的燃烧控制中除需控制燃料与助燃空气的比例外，还必须在线分析烟道的化学成分，据此改变助燃空气的供给量，使炉子获得最高的热效率。此外，在排出有害气体的工厂中，也必须采用气体分析仪对有害气体进行连续监视，以防止危害工人健康或污染环境或引起爆炸等恶性事故。由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样，气体分析仪的种类繁多。常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。1、热导式气体分析仪　　一种物理类的气体分析仪表。它根据不同气体具有不同热传导能力的原理，通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。这种分析仪表简单可靠,适用的气体种类较多,是一种基本的分析仪表。但直接测量气体的导热系数比较困难，所以实际上常把气体导热系数的变化转换为电阻的变化，再用电桥来测定。热导式气体分析仪的热敏元件主要有半导体敏感元件和金属电阻丝两类。半导体敏感元件体积小、热惯性小，电阻温度系数大,所以灵敏度高,时间滞后小。在铂线圈上烧结珠形金属氧化物作为敏感元件，再在内电阻、发热量均相等的同样铂线圈上绕结对气体无反应的材料作为补偿用元件（图1）。这两种元件作为两臂构成电桥电路，即是测量回路。半导体金属氧化物敏感元件吸附被测气体时，电导率和热导率即发生变化，元件的散热状态也随之变化。元件温度变化使铂线圈的电阻变化，电桥遂有一不平衡电压输出，据此可检测气体的浓度。热导式气体分析仪的应用范围很广，除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外，还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。

各位老师好： 我想请教一下气体质量流量控制器的问题。前段时间对其工作原理有了一点了解，其检测方法是根据气体的热力学性质。有几个问题向咨询各位老师一下。 （1）MFC的读数是气体的流速。不同气体压力下，相同流速，从出口出来的气体的摩尔数是不是不一样的。也就是说，在混合气体的时候，要保持混气各组分比例不变，不但要保持流速比固定，气体的压力也要固定，否则结果会发生变化。这点我还没有想清楚。 （2）是不是不同种类的气体对应不同的MFC。就是说用于测N2的MFC（0-5scc/min），不能用于CO2，即便量程相同。 （3）除了气体要除颗粒和干燥外，还有没有别的注意事项。 （4）哪个牌子的MFC比较好，如果买国产的，有没有什么牌子不错的。 多谢各位了！

地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：水蒸气（H2O）、臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4）、氢氟氯碳化物类（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）等。由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量措施规划时，一般都不将这两种气体 纳入考虑。至于在1997年于日本京都召开的联合国气候化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的〔京都议定书〕，明订针对六种温室气体进行削减，包括上述所提及之：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强，但对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为55%。

今天发生的问题，很有趣。1.同事 开仪器CyTOF，准备做样本。点火后总是过几分钟后ICP 火焰 熄火，第一次是13分钟，然后再试，都是4分钟左右熄火。想着是温度升高了，导致仪器保护了，然后检查：氩气，制冷器，排气。没有问题 。再检查: 气体管路，玻璃配件，矩管，线圈，点火器 。 都没有什么问题。再点火，还是4分钟熄灭。2.终于想起同事在开始为了冲雾化器中的水，把 雾化器 气体 流速设置到 0.15L/min .然后冲完 设置为0 。忘记调回初始值0.15了。3.把雾化器 气体流量调节到0.15 。重新点火，仪器正常。4. 此仪器有4路气体，nebulizer gas 0.15L/min makup gas 0.79， 辅助气 1 ，plasma gas 17l/min. 运行时/进样液体流速为0.045ml/min。 雾化室加热温度为200度。现在问题来了， 为什么占比例很小的雾化器流速为0，就会导致等离子熄火？？各位大侠指点!!!

请问在江浙沪一带是否存在满足以下2项检测机构：1. 气体纯度检测：H2、N2、C2H2、Ar22.固体成分：如的元素数量比率、质量比例什么的如果不能满足，请告知2家在同省同市（上海同区）的检测机构，请各位帮忙，谢谢！

有一废气样品(主要成分是乙酸丁酯，二甲苯）做非甲烷总烃 ，想知道具体成分比例，于是用针筒抽取气袋气体，直接在进样瓶内装1ml二硫化碳打入气体，进样瓶开口的，结果测得值严重偏低，怀疑是吸收不完全，怎么操作才吸收的完全？

各位老师好： 我想请教一下气体质量流量控制器的问题。前段时间对其工作原理有了一点了解，其检测方法是根据气体的热力学性质。有几个问题向咨询各位老师一下。 （1）MFC的读数是气体的流速。不同气体压力下，相同流速，从出口出来的气体的摩尔数是不是不一样的。也就是说，在混合气体的时候，要保持混气各组分比例不变，不但要保持流速比固定，气体的压力也要固定，否则结果会发生变化。这点我还没有想清楚。 （2）是不是不同种类的气体对应不同的MFC。就是说用于测N2的MFC（0-5scc/min），不能用于CO2，即便量程相同。 （3）除了气体要除颗粒和干燥外，还有没有别的注意事项。 （4）哪个牌子的MFC比较好，如果买国产的，有没有什么牌子不错的。 多谢各位了！

问：洁净室甲醛气体熏蒸消毒验证方案是什么？答：1、 甲醛消毒方法 在所有的消毒液中甲醛最常用。当相对湿度在65%以上、温度在24~40℃时，甲醛气体的消毒效果最好，但若采用过多的甲醛，会因聚合而析出白色粉未附在建筑物或设备表面。一般甲醛的消毒方法如下： A：消毒前先用丝绸浸注射用水（纯化水）擦洗房间建筑物和设备表面，然后用5%麝香草酚溶液喷酒或擦洗，静置1小时后，再用丝绸浸注射用水（纯化水）擦洗一次。 B：计算体积（包括房间及风管体积），按10ml/m3的比例准备浓度为36%的甲醛溶液（甲醛密度为1.1g/ml），按2~3g/m3的比例准备高锰酸钾溶液。 C：在房间中放入试验装置，如不锈钢培养皿支架；直径90mm双碟玻璃培养皿；枯草杆菌试纸，每张试纸上枯草杆菌数量为1*106个，每个培养皿中放2张试纸，1张做无菌试验，1张做含菌数试验。培养皿的数量应根据房间面积确定。 D：消毒流程：在不锈钢容器中加入高锰酸钾，用双层纱布盖住桶口，再倒入36%浓度的甲醛溶液 甲醛气体扩散（约30min） 启动空调器让甲醛气体循环（约20min） 关闭通风系统，房间熏蒸消毒，不少于7hr 房间排气，用新鲜空气置换（约2hr） 开启空调系统 用75%酒精喷酒环境。 E：质监部门取样培养。判断标准：试纸内枯草杆菌数量小于1*103个为合格。 F：取样后用丝绸沾0.1%的新洁尔灭溶液擦洗机器表面；用[/colo

测量气体分析仪的流程分析仪表。在很多生产过程中，特别是在存在化学反应的生产过程中，仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。例如，在合成氨生产中，仅控制合成塔的温度、压力、流量并不能保证最高的合成率，必须同时分析进气的化学成分，控制氢气和氮气的最佳比例，才能获得较高的生产率。又如在锅炉的燃烧控制中除需控制燃料与助燃空气的比例外，还必须在线分析烟道的化学成分，据此改变助燃空气的供给量，使炉子获得最高的热效率。此外，在排出有害气体的工厂中，也必须采用气体分析仪对有害气体进行连续监视，以防止危害工人健康或污染环境或引起爆炸等恶性事故。由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样，气体分析仪的种类繁多。常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。 　　1、热导式气体分析仪 　　一种物理类的气体分析仪表。它根据不同气体具有不同热传导能力的原理，通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。这种分析仪表简单可靠,适用的气体种类较多,是一种基本的分析仪表。但直接测量气体的导热系数比较困难，所以实际上常把气体导热系数的变化转换为电阻的变化，再用电桥来测定。热导式气体分析仪的热敏元件主要有半导体敏感元件和金属电阻丝两类。半导体敏感元件体积小、热惯性小，电阻温度系数大,所以灵敏度高,时间滞后小。在铂线圈上烧结珠形金属氧化物作为敏感元件，再在内电阻、发热量均相等的同样铂线圈上绕结对气体无反应的材料作为补偿用元件（图1）。这两种元件作为两臂构成电桥电路，即是测量回路。半导体金属氧化物敏感元件吸附被测气体时，电导率和热导率即发生变化，元件的散热状态也随之变化。元件温度变化使铂线圈的电阻变化，电桥遂有一不平衡电压输出，据此可检测气体的浓度。热导式气体分析仪的应用范围很广，除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外，还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。 　　2、电化学式气体分析仪 　　一种化学类的气体分析仪表。它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。为了提高选择性，防止测量电极表面沾污和保持电解液性能，一般采用隔膜结构。常用的电化学式分析仪有定电位电解式和伽伐尼电池式两种。定电位电解式分析仪（图2）的工作原理是在电极上施加特定电位，被测气体在电极表面就产生电解作用，只要测量加在电极上的电位，即可确定被测气体特有的电解电位，从而使仪表具有选择识别被测气体的能力。伽伐尼电池式分析仪（图3）是将透过隔膜而扩散到电解液中的被测气体电解，测量所形成的电解电流，就能确定被测气体的浓度。通过选择不同的电极材料和电解液来改变电极表面的内部电压从而实现对具有不同电解电位的气体的选择性。 　　3、红外线吸收式分析仪 　　根据不同组分气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性而工作的分析仪表。测量这种吸收光谱可判别出气体的种类；测量吸收强度可确定被测气体的浓度。红外线分析仪的使用范围宽，不仅可分析气体成分，也可分析溶液成分，且灵敏度较高，反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。工业上常用的红外线气体分析仪的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。 　　一个是测量室，一个是参比室。两室通过切光板以一定周期同时或交替开闭光路。在测量室中导入被测气体后，具有被测气体特有波长的光被吸收，从而使透过测量室这一光路而进入红外线接收气室的光通量减少。气体浓度越高，进入到红外线接收气室的光通量就越少；而透过参比室的光通量是一定的，进入到红外线接收气室的光通量也一定。因此，被测气体浓度越高，透过测量室和参比室的光通量差值就越大。这个光通量差值是以一定周期振动的振幅投射到红外线接收气室的。接收气室用几微米厚的金属薄膜分隔为两半部，室内封有浓度较大的被测组分气体，在吸收波长范围内能将射入的红外线全部吸收，从而使脉动的光通量变为温度的周期变化，再可根据气态方程使温度的变化转换为压力的变化，然后用电容式传感器来检测，经过放大处理后指示出被测气体浓度。除用电容式传感器外，也可用直接检测红外线的量子式红外线传感器，并采用红外干涉滤光片进行波长选择和配以可调激光器作光源，形成一种崭新的全固体式红外气体分析仪。这种分析仪只用一个光源、一个测量室、一个红外线传感器就能完成气体浓度的测量。此外，若采用装有多个不同波长的滤光盘，则能同时分别测定多组分气体中的各种气体的浓度。 　　与红外线分析仪原理相似的还有紫外线分析仪、光电比色分析仪等，在工业上也用得较多。

所谓[url=https://www.isweek.cn/category_11.html]气体传感器[/url]，是一种可以检查出目视不到的气体存在的传感装置。在以家用天燃气丙烷气体报警器为主的空调与空气洁净器、汽车等领域广泛得到应用。现在工采网小编对4种气体检测原理进行说明。[b][b][b]一、半导体气体传感器工作原理[/b][b]简单的架构[/b][/b][/b][url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif][img=shikumi,300,280]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif[/img][/url][b][b][b]STEP1[/b][/b][/b]在洁净的空气中，氧化锡表面吸附的氧会束缚氧化锡中的电子，造成电子难以流动的状态。[b][b][b]STEP2[/b][/b][/b]在泄漏的气体（还原性气体）环境中，表面的氧与还原气体反应后消失，氧化锡中的电子重获自由，受此影响，电子流动通畅。[b][b][b]传感器的检测原理[/b][/b][/b]当氧化锡粒子在数百度的温度下暴露在氧气中时，氧气捕捉粒子中的电子后，吸附于粒子表面。结果，在氧化锡粒子中形成电子耗尽层。由于气体传感器使用的氧化锡粒子一般都很小，因此在空气中整个粒子都将进入电子耗尽层的状态。这种状态称为容衰竭（volume depletion）。相反，把粒子中心部位未能达到耗尽层的状态称为域衰竭（regional depletion）。使氧气分压从零（flat band开始按照小（[O[sup]-[/sup]](Ⅰ)）→中（[O[sup]-[/sup]](Ⅱ)）→大（[O[sup]-[/sup]](Ⅲ)））的顺序上升时，能带结构与电子传导分布的变化如下图所示（[O[sup]-[/sup]]：吸附的氧气浓度）。在容衰竭（volume depletion）状态下，电子耗尽层的厚度变化结束，产生费米能级转换[i][i]p[/i][/i]kT，电子耗尽状态往前推进则[i][i]p[/i][/i]kT增大，后退则pkT缩小。[b][b][b]■ 随着吸附的氧气浓度增加半导体粒子的耗尽状态在推进[/b][/b]能带结构[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu1.jpg[/img][/td][td][table][tr][td]x[/td][td]:[/td][td]半径方向的距离[/td][/tr][tr][td]qV(x)[/td][td]:[/td][td]势垒[/td][/tr][tr][td][i]a[/i][/td][td]:[/td][td]离子半径[/td][/tr][tr][td][O[sup]-[/sup]][/td][td]:[/td][td]吸附氧气的浓度[/td][/tr][tr][td]E[sub]C[/sub][/td][td]:[/td][td]传导带下端[/td][/tr][tr][td]E[sub]F[/sub][/td][td]:[/td][td]费米能级[/td][/tr][tr][td][i]p[/i]kT[/td][td]:[/td][td]费米能级转换[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table][b]传导电子分布[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu2.jpg[/img][/td][td][table][tr][td][e][/td][td]:[/td][td]电子浓度[/td][/tr][tr][td]N[sub]d[/sub][/td][td]:[/td][td]施子密度[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table]容衰竭（volume depletion）状态下球状氧化锡粒子表面的电子浓度[e][sub]S[/sub]可用施子密度Nd、粒子半径[i]a[/i]以及德拜长度L[sub]D[/sub]通过式子（1）表示。如果[i]p[/i]增大则[e][sub]S[/sub]减少，[i]p[/i]减少则[e][sub]S[/sub]增大。[e][sub]S[/sub]=N[sub]d[/sub] exp{-(1/6)([i]a[/i]/L[sub]D[/sub])[sup]2[/sup]-[i]p[/i]} ... (1)由大小、施子密度相同的球状氧化锡粒子组成的传感器的电阻值R，可使用flat band时的电阻值R[sub]0[/sub]，通过式子（2）表示。[e][sub]S[/sub]减少则将增大，[e][sub]S[/sub]增大则将缩小。R/R[sub]0[/sub]= N[sub]d[/sub]/[e][sub]S[/sub] ... (2)使用了氧化锡的半导体式气体传感器，就是这样通过氧化锡粒子表面的[O[sup]-[/sup]]的变化来体现电阻值R的变化。置于空气中被加热到数百度的氧化锡粒子，一旦暴露于一氧化碳这样的还原性气体中，其表面吸附的氧气与气体之间发生反应后，使[O[sup]-[/sup]]减少，结果是[e][sub]S[/sub]增大，R缩小。消除还原性气体后，[O[sup]-[/sup]]增大到暴露于气体前的浓度，R也将恢复到暴露于气体前的大小。使用氧化锡的半导体式气体传感器就是利用这个性能对气体进行检测。[b][b][b]二、催化燃烧式气体传感器工作原理[/b][/b][/b]催化燃烧式气体传感器由对可燃气体进行反应的检测片（D）和不与可燃气体进行反应的补偿片（C）2个元件构成。如果存在可燃气体的话，只有检测片可以燃烧，因此检测片温度上升使检测片的电阻增加。 相反，因为补偿片不燃烧，其电阻不发生变化（图1）。这些元件组成惠斯通电桥回路（图2），不存在可燃气体的氛围中，可以调整可变电阻（VR）让电桥回路处于平衡状态。 然后，当气体传感器暴露于可燃气体中时，只有检测片的电阻上升，因此电桥回路的平衡被打破，这个变化表现为不均衡电压（Vout）而可以被检测出来。此不均衡电压与气体浓度之间存在图3所示的比例关系，因此可以通过测定电压而检出气体浓度。[b]■ (图1)测定电路[/b][img=,621,257]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img1.jpg[/img][b]■ (图2)测试电路[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img2.jpg[/img][b]■ (图3)[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img3.jpg[/img][b][b][b]三、电化学气体传感器工作原理[/b][/b]传感器元件构成与电极反应式[/b][img=,621,255]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/shiki.jpg[/img]传感器由来自贵金属催化剂的检测极、对极与离子传导体构成。当CO等检测对象气体存在时，在检测极催化剂上与空气中的水蒸气发生（1）式所示的反应。CO + H[sub]2[/sub]O → CO[sub]2[/sub]＋ 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] …（1）检测极与对极接通电流（短路）后，检测极产生的质子(H+)与同时产生的电子（e-）分别通过离子传导体与外部电线（引线）各自到达对极，在对极上与空气中的氧之间发生（2）式所示的反应。（1/2）O[sub]2[/sub] + 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] → H[sub]2[/sub]O …（2）也就是说此传感器构成了由（1）（2）反应式形成的（3）反应式的全电池反应，可以认为是将气体作为活性物质的电池。CO + （1/2）O[sub]2[/sub] → CO[sub]2[/sub] …（3）当做气体传感器使用时，接通检测极与对极的电流，来测定其短路电流。[b]CO浓度检测原理公式[/b][img=,254,236]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/co.jpg[/img]对流过外部电路的短路电流与气体浓度的关系，通过传感器进行适当的扩散控制（控制气体的流入量），呈现出式子（4）这样的比例关系（右图）。I = F × (A/σ) × D × C × n …（4）这里 I：短路电流；A：扩散孔面积；σ：扩散层长度；D：气体扩散系数；C：气体浓度；ｎ：反应的电子数量[b]特长[/b]反应式（1）所示的氧化电位由于比氧化电极电位的基准值（2H+ + 2e- ? H2)要低（拥有较低电位），因此此反应不需要消耗来自外部的电压、温度等其他能量，可以有选择地进行，与别的检测方式相比在干扰性、重复性、节电方面要优越得多。[b][b][b]四、NDIR气体传感器工作原理[/b][b]NDIR（非色散型红外线）式气体传感器的工作原理[/b][/b][/b]NDIR(non-dispersive infrared)式气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的。红外线的透射率（透射光强度与源自辐射源的放射光强度之比）取决于对象气体的浓度。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu01.png[/img]传感器由红外线放射光源、感光素子、光学滤镜以及收纳它们的检测匣体、信号处理电路构成。在单光源双波长型传感器中，在2个感光素子的前部分别设置了具有不同的透过波长范围阈值的光学滤镜，通过比较可吸收检测对象气体波长范围与不可吸收波长范围的透射量，就可以换算为相应的气体浓度。因此，双波长方式可实现长期而又稳定的检测。[b]检测原理[/b]用中波段红外线照射气体后，由于气体分子的振动数与红外线的能级处于同一个光谱范畴，红外线与分子的固有振动数发生共振后，在分子振动时被气体分子所吸收。气体浓度与红外线透射率的关系可通过下述朗伯-比尔定律进行说明。对于NDIR式气体传感器来说，对象气体的吸光度ε与光程d是不变的，在与成为对象的气体吸收能（波长）一致的光谱范畴，通过测定红外线的透射率[i]T[/i]，即可得到对象气体的浓度c。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu02.png[/img]来自放射源的入射光强度[i]I[/i][sub]0[/sub]，是通过使用不吸收红外线的零点气体校准后设定的。吸光度ε是利用已知浓度的对象气体进行校准后进行初始设定的。[b]特长[/b]因为红外线是根据目标气体固有的红外能量（波长）被吸收的，所以气体选择性非常高成为其最大的特长。即使在高浓度的对象气体中长时间进行暴露，也从原理上避免了灵敏度的不可逆变化。

红外气体分析仪原理红外线气体分析仪，是利用红外线进行气体分析。它基于待分析组分的浓度不同，吸收的辐射能不同．剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同，动片薄膜两边所受的压力不同，从而产生一个电容检测器的电信号。这样，就可间接测量出待分析组分的浓度。１．比尔定律 红外线气体分析仪是根据比尔定律制成的。假定被测气体为一个无限薄的平面．强度为k的红外线垂直穿透它，则能量衰减的量为：I=I0e-KCL(比尔定律) 式中：I--被介质吸收的辐射强度； I0--红外线通过介质前的辐射强度； K--待分析组分对辐射波段的吸收系数； C--待分析组分的气体浓度； L--气室长度(赦测气体层的厚度) 对于一台制造好了的红外线气体分析仪，其测量组分已定，即待分析组分对辐射波段的吸收系数k一定；红外光源已定，即红外线通过介质前的辐射强度I0一定；气室长度L一定。从比尔定律可以看出：通过测量辐射能量的衰减I，就可确定待分析组分的浓度C了。２．分析检测原理 红外线气体分析仪由两个独立的光源分别产生两束红外线 该射线束分别经过调制器，成为5Hz的射线。根据实际需要，射线可通过一滤光镜减少背景气体中其它吸收红外线的气体组分的干扰。红外线通过两个气室，一个是充以不断流过的被测气体的测量室，另一个是充以无吸收性质的背景气体的参比室。工作时，当测量室内被测气体浓度变化时，吸收的红外线光量发生相应的变化，而基准光束(参比室光束)的光量不发生变化。从二室出来的光量差通过检测器，使检测器产生压力差，并变成电容检测器的电信号。此信号经信号调节电路放大处理后，送往显示器以及总控的CRT显示。该输 出信号的大小与被渊组分浓度成比例。　　我们所用的检测器是薄膜微音器。接收室内充以样气中的待渊组分，两个接收室中间用一个薄的金属膜隔开，在两测压力不同时膜片可以变形产生位移，膜片的一侧放一个固定的圆盘型电极。可动膜片与固定电极构成了一个电容变进器的两极。整个结构保持严格的密封，两接收气室内的气体为动片薄膜隔开，但在结构上安置一个大小为百分之几毫米的小孔，以使两边的气体静态平衡。辐射光束通过参比室、测量室后，进入检测器的接收室。被接收室里的气体吸收，气体温度升高，气体分子的热运动加强，产生的热膨胀形成的压力增大。当测量室内通入零点气(N2)时，来自两气室的光能平衡，两边的压力相等，动片薄膜维持在平衡位置，检测器输出为零。当测量室内通入样气时，测量边进入接收室的光能低于参比边的，使测量边的压力减小，于是薄膜发生位移，故改变了两极板问的距离，也改变了电容量C。 红外线气体分析仪可以用来分析各种多原子气体,如:C2H2、C2H4、C2H5OH、C3H6、C2H6、C3H8、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等。不能用来分析同一种原子构成的多原子气体以及惰性气体，如：N2、Cl2、H2、O2以及He、Ne、Ar等。[~189240~]

在现实情况中，安全和卫生方面的遇到的气体很多都是有机无机气体的混合物。只是由于各种原因，目前我们对于有毒有害气体的认识还更多地集中于可燃气体、可以引起急性中毒的气体（硫化氢、氰氢酸等）、以及某些常见的有毒气体（一氧化碳）、氧气等检测仪上，因此，本文将首先着重介绍这类检测仪，并综合目前的情况对各类有毒有害（无机/有机）气体检测仪的应用提出建议。 有毒有害气体检测仪的分类和原理： 气体检测仪的关键部件是气体传感器。 气体传感器从原理上可以分为三大类： A） 利用物理化学性质的气体传感器：如半导体式（表面控制型、体积控制型、表面电位型）、催化燃烧式、固体热导式等。 B） 利用物理性质的气体传感器：如热传导式、光干涉式、红外吸收式等。 C） 利用电化学性质的气体传感器：如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等。 根据危害，我们将有毒有害气体分为可燃气体和有毒气体两大类。 由于它们性质和危害不同，其检测手段也有所不同。 可燃气体是石油化工等工业场合遇到最多的危险气体，它主要是烷烃等有机气体和某些无机气体：如一氧化碳等。 可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件，那就是：一定浓度的可燃气体，一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源，这就是爆炸三要素（如上左图所示的爆炸三角形），缺一不可，也就是说，缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸。 当可燃气体（蒸汽、粉尘）和氧气混合并达到一定浓度时，遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。我们把可燃气体遇火源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限，一般用%表示。实际上，这种混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸而要有一个浓度范围。 如上右图所示的阴影部分。当可燃气体浓度低于LEL（最低爆炸限度）时（可燃气体浓度不足）和其浓度高于UEL（最高爆炸限度）时（氧气不足）都不会发生爆炸。不同的可燃气体的LEL和UEL都各不相同（参见第八期的介绍），这一点在标定仪器时要十分注意。为安全起见，一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出警报，这里，10%LEL称。作警告警报，而20%LEL称作危险警报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。 需要说明的是，LEL检测仪上显示的100%不是可燃气体的浓度达到气体体积的100%，而是达到了LEL的100%，即相当于可燃气体的最低爆炸下限，如果是甲烷，100%LEL=4%体积浓度（VOL）.在工作中，以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式检测仪。它的原理是一个双路电桥（一般称作惠斯通电桥）检测单元。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质，不论何种易燃气体，只要它能够被电极引燃，铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变，这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例，通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。 直接测量可燃气体的体积浓度的热导式VOL检测器也可以在市场上得到，同时，也已经有了LEL/VOL合二为一的检测器。VOL可燃检测器特别适合于在缺氧（氧气不足）的环境中测量可燃气体的体积（VOL）浓度。 有毒气体既可以存在于生产原料中，如大多数的有机化学物质（VOC），也可能存在于生产过程的各个环节的副产品中，如氨、一氧化碳、硫化氢等等。它们是对工作人员造成危害最大的危险因素。这种危害不仅包括立即的伤害，如身体不适、发病、死亡等等，而且包括对于人体长期的危害，如致残、癌变等等。对于这些有毒有害气体的检测是我们发展中国家应当开始引起充分重视的问题。 表 常见有毒有害气体的TWA（8小时统计权重平均值）、STEL（15分钟短期暴露水平）、IDLH（立即致死量）（ppm）和MAC（车间最大允许浓度）mg/m3。 有毒气体 TWA STEL IDLH MAC 氨气 (NH3) 25 35 500 30 一氧化碳(CO) 25 -- 1500 30 氯气 (Cl2) 0.5 1 30 1 氰化氢 (HCN) 10 4.7 50 0.3 硫化氢(H2S) 10 15 300 10 一氧化氮 (NO) 25 -- 100 -- 二氧化硫(SO2) 2 5 100 15 VOC* 50 100 -- -- 随气体种类不同，其TWA、STEL、IDLH、MAC等值会有一定的不同 目前，对于特定的有毒气体的检测，我们使用最多的是专用气体传感器。它可以包括上面。所列的所有气体传感器，也包括前两章所介绍的光离子化检测仪。其中，检测无机气体最为普遍、技术相对成熟、综合指标最好的方法是定电位电解式方法，也就是我们常说的电化学传感器。 电化学传感器的构成是：将两个反应电极--工作电极和对电极以及一个参比电极放置在特定电解液中（如上图如示），然后在反应电极之间加上足够的电压，使透过涂有重金属催化剂薄膜的待测气体进行氧化还原反应，再通过仪器中的电路系统测量气体电解时产生的电流，然后由其中的微处理器计算出气体的浓度。 目前，可以检测到特定气体的电化学传感器包括：一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨气、氯气、氰氢酸、环氧乙烷、氯化氢等等。 检测VOC检测 器可以使用前章介绍的光离子化检测器。氧气也是在工业环境中，尤其是密闭环境中需要十分注意因素。一般我们将氧气含量超过23.5%称为氧气过量(富氧)，此时很容易发生爆炸的危险；而氧气含量低于19.5%为氧气不足（缺氧），此时很容易发生工人窒息、昏迷以至死亡的危险。正常的氧气含量应当在20.9%左右。氧气检测仪也是电化学传感器的一种。 目前在选择有毒有害气体检测仪时的问题： 在我国，由于历史和认识上的原因，我们在选用各类检测仪时存在的问题还比较多，具体体现在： 1） 对可燃气体的检测重于对有毒气体的检测。 2） 对可能引起急性中毒气体的检测重于对可能引起慢性中毒的气体的检测。 由于众多可燃气体泄漏所引起的爆炸事故的血的教训，使人们对于可燃气体检测十分重视，可以讲，任何一个石化、化工厂，绝大多数的危险气体检测仪都是LEL检测仪。但仅配备LEL检测仪对于真正保护工人的安全和健康还是远远不够的。 不可否认的是，大多数的挥发性危险气体都是可燃气体，但是，催化燃烧式的可燃气体检测仪（LEL）并不是对所有的可燃气体检测都是最佳选择。它是专门为检测甲烷设计的，而对其它物质的检测性能比较差。所以，它们可以检测出的除甲烷以外的可燃气体的下限浓度要远远高于它们的允许浓度。 比如：对于苯、氨气等危险有毒气体，单纯使用可燃气体检测仪就是一个十分危险的做法。比如，苯的爆炸下限是1.2%，它在LEL检测仪上的校正系数是2.51，也就是说，苯在一个用甲烷标定的LEL检测仪上的显示的浓度只是其实际浓度的40%！！这样，用LEL可以检测到的苯的最低警报浓度是10%LEL=10%*1.2%*2.51=3.0*10-3，这个浓度同苯的允许浓度5*10-6相比要高近600倍!!。同样，氨在LEL检测仪上得到的警报浓度1.5*10-2也要比其允许浓度2.5*10-5高大约600倍。因此根据所检测气体的不同，选择特定有毒气体检测仪要比单纯选择LEL检测仪更加安全可靠得多。 另外，目前我们对于可以引起急性中毒的气体，比如硫化氢、氰氢酸等的检测较为重视，但对于可以引起慢性中毒的气体，比如芳香烃、醇类等的检测重视不够，其实后者对于工人健康和安全的危害丝毫不逊于可以引起急性中毒的气体！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。这种现象的出现，除了认识上的原因以外，以前市场上缺乏合适的、可以检测较低浓度的有机气体检测仪也是一个重要的原因。 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。我们将在下节内容中探讨如何选择和维护各类有毒有害气体传感器。

科技日报 2012年05月03日 星期四 本报讯 据物理学家组织网报道，美国科罗拉多大学博尔德分校的一个研究小组开发出一种监测大气成分变化的新型系统，可分析和比较阴暗大气中人类燃烧化石燃料所排放的温室气体和微量气体，其很可能作为未来监控温室气体排放的有效措施。相关研究论文发表在近日美国地球物理联合会出版的《地球物理研究杂志》上。 6年来，该研究小组每两周在美国东北部新泽西州、新罕布什尔州朴次茅斯海岸线通过飞机收集大气中二氧化碳和其他重要环境气体样本进行测量。科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所的高级研究员斯科特·雷曼说，这种方法可将由植物呼吸作用等生物源排放的二氧化碳同化石燃料排放的二氧化碳分离开来，这是由于煤、石油和天然气等化石燃料燃烧释放的二氧化碳中没有碳14，相比之下，地球上的生物如植物源排放的二氧化碳含有相对丰富的碳14，而目前大气科学家已探明这种差异。 美国国家海洋和大气管理局（NOAA）地球系统研究实验室的科学家米勒说，研究小组还将测量人类活动排放到大气中的其他22种气体的浓度列为研究的一部分。气体的多样影响气候变化、空气质量和臭氧层的恢复，但对其排放量却知之甚少。研究人员使用在大气中每种气体的浓度水平比例和分离出化石燃料衍生的二氧化碳来测算个别气体的排放率。 米勒说，从长远来看，测量大气中碳14的方法为直接测量国家和各州对化石燃料二氧化碳排放量提供了可能性。传统方法通常依靠特定国家或地区报告关于煤、石油和天然气的使用来估算二氧化碳和其他气体的排放率，虽然可能在全球范围内准确，但难以确定规模较小地区的排放增加情况。 令人惊讶的是，研究人员检测到了持续排放的三氯甲烷和其他几种在美国禁止的气体。类似的发现强调独立监测的重要性，因为以前这类排放的检测会通过广泛使用的计算方法忽视掉。 米勒说，化石燃料的排放已使大气中二氧化碳的浓度从19世纪初到现在不断增加，绝大多数的气候科学家相信，这将直接导致气温上升。雷曼说，使用碳14的方法可以提高检测人为温室气体排放的准确性，并已被NOAA这样的联邦机构作为监测温室气体的一个非常有价值的工具。 雷曼说，只是不幸的是，近年来NOAA的温室气体监测方案被美国国会削减，即使他们缺乏意愿控制排放量，公众也应有知情权了解大气层发生了什么变化，而将头一味地埋入沙子里的鸵鸟政策可不是未来的健全之策。(华凌)

中国科技网讯　据物理学家组织网报道，美国科罗拉多大学博尔德分校的一个研究小组开发出一种监测大气成分变化的新型系统，可分析和比较阴暗大气中人类燃烧化石燃料所排放的温室气体和微量气体，其很可能作为未来监控温室气体排放的有效措施。相关研究论文发表在近日美国地球物理联合会出版的《地球物理研究杂志》上。 6年来，该研究小组每两周在美国东北部新泽西州、新罕布什尔州朴次茅斯海岸线通过飞机收集大气中二氧化碳和其他重要环境气体样本进行测量。科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所的高级研究员斯科特·雷曼说，这种方法可将由植物呼吸作用等生物源排放的二氧化碳同化石燃料排放的二氧化碳分离开来，这是由于煤、石油和天然气等化石燃料燃烧释放的二氧化碳中没有碳14，相比之下，地球上的生物如植物源排放的二氧化碳含有相对丰富的碳14，而目前大气科学家已探明这种差异。 美国国家海洋和大气管理局（NOAA）地球系统研究实验室的科学家米勒说，研究小组还将测量人类活动排放到大气中的其他22种气体的浓度列为研究的一部分。气体的多样影响气候变化、空气质量和臭氧层的恢复，但对其排放量却知之甚少。研究人员使用在大气中每种气体的浓度水平比例和分离出化石燃料衍生的二氧化碳来测算个别气体的排放率。 米勒说，从长远来看，测量大气中碳14的方法为直接测量国家和各州对化石燃料二氧化碳排放量提供了可能性。传统方法通常依靠特定国家或地区报告关于煤、石油和天然气的使用来估算二氧化碳和其他气体的排放率，虽然可能在全球范围内准确，但难以确定规模较小地区的排放增加情况。 令人惊讶的是，研究人员检测到了持续排放的三氯甲烷和其他几种在美国禁止的气体。类似的发现强调独立监测的重要性，因为以前这类排放的检测会通过广泛使用的计算方法忽视掉。 米勒说，化石燃料的排放已使大气中二氧化碳的浓度从19世纪初到现在不断增加，绝大多数的气候科学家相信，这将直接导致气温上升。雷曼说，使用碳14的方法可以提高检测人为温室气体排放的准确性，并已被NOAA这样的联邦机构作为监测温室气体的一个非常有价值的工具。 雷曼说，只是不幸的是，近年来NOAA的温室气体监测方案被美国国会削减，即使他们缺乏意愿控制排放量，公众也应有知情权了解大气层发生了什么变化，而将头一味地埋入沙子里的鸵鸟政策可不是未来的健全之策。

在任何场所，我们都会遇到各种各样的可燃气体和蒸气。当它们的浓度足够时，许多物质的蒸气和气体都变成了可燃性危险气体，如果此时遇到火源并提供一定的能量就会发生燃烧。可其中的火源可能包括我们并不在意的东西比如：光源、电动工具、电子仪器甚至静电等等。发生燃烧（即，在点燃后，火焰会由燃点开始扩散）必须符合四个条件：气体中必须含有适量的氧气、适量的燃气、火源以及足够的分子能量维持火链反应。这四个条件一般被称为“火四边体”。如果这四个其中的任何一个没有或不足，燃烧都不可能发生。在火四边形的其它条件满足后，任何一种气体或蒸气都存在一个特定的最小浓度，只有在此浓度之上的气体或蒸气同空气或氧混合才会发生燃烧。我们将混合物发生燃烧的最低浓度称为燃烧下限（LFL，Lower Flammable Limit）；一个混合物可能被点燃而后爆炸的最低浓度为爆炸下限（即常说的LEL，Lower Explosive Limit）。可以看出，二者在定义上并不完全相同，但在实际上却可互相替代使用。不同的可燃物有不同的LFL/LEL，低于LFL/LEL的气体或蒸气对氧气的比例太低而不会燃烧。大多数（不是全部）的可燃气体或蒸气还具有一个高限浓度，在此之上，也不会发生爆炸。燃烧高限UFL (Upper Flammable Limit) 是蒸气和气体在空气中支持燃烧的最大浓度。在表述上，它与爆炸高限UEL (Lower Explosive Limit）通常也不加区分。高于UFL/UEL时，蒸气或气体同氧气的比例太大以至于无法反应使燃烧扩散。在LFL/LEL和UFL/UEL之间的差值就是可以燃烧的浓度区间。如果符合了燃烧四边形的条件，在此之间的浓度的可燃气体或蒸气就可能发生燃烧。各类气体或蒸气间的燃烧范围有很大的不同。这也导致了一般我们要使用百分比浓度而不是用g/m3来表示LFL/LEL和UFL/UEL。当使用g/m3表示时，大多数的物质LFL/LEL都是相近的，平均在45-50g/m3。表3 给出了常见物质的燃烧限度： 表3 燃烧极限的例子 (NFPA 可燃性液体、气体和挥发性固体，1977) 物质 LFL/LEL (% Vol.) UFL/UEL (% Vol.) 丙酮 2.6 12.8 乙炔 2.5 100 氨气 16 25 一氧化碳 12.5 74 氧化乙烯 3 100 氢气 4 75 硫化氢 4.3 46 甲烷 5 15 丙烷 2.2 9.5 通常在资料上所列出的燃烧限度都是在标准大气中氧的浓度（20.9%V/V）和温度压力下得到的数据。任何情况下的氧气富裕都会导致对燃烧过程的加速而使得燃烧限度范围发生改变。可燃性气体的监测仪器读数大都是“%LEL”而不是“%VOL”，这是相当重要的。为了说明这一问题，假设一个仪器读数为3%VOL的环境。如果得到这个读数的气体/蒸气或者混合物的精确组份是已知的，那么它的可燃性就是已知的，而在另一方面，如果不知道它们的准确组成，也就无法决定它的可燃性。假设这个读数是由甲烷引起的（甲烷的LEL是5%VOL），这个浓度就低于它的LEL/LFL，但如果这个读数是由丙烷引起的，那么这个浓度就高于LEL（丙烷的LEL是2.2%VOL），就会有爆炸的危险。大多数易燃易爆气体监测仪器的读数是在0-100%LEL之间，这是因为大多数的标准都使用LEL/LFL的百分数来制定危险程度指标。一般的警报限度是5%或10%的LEL/LFL，在许多仪器上的缺省值都设为10%LEL/LFL。不论何时，一旦读数超过10%LEL都意味着可能存在燃烧的危险或者非正常情况，10%LEL是监测易燃易爆气体或混合物的最保守的（或最高可以接受的）警报设置点。绝对安全的环境中一定是0%LEL/LFL！用%VOL（体积）浓度检测仪可以测得较高水平的易燃易爆气体的浓度，即可以检测高于LEL/LFL的浓度。有些仪器还可以检测ppm级的爆炸气体。有些仪器还可以在不同浓度间进行切换。 图3，既可监测LEL%又可监测ppm级烷烃浓度的iTx复合式气体检测仪（ISC公司）蒸气是液体和固体的在室温下的气体状态。气化或蒸发的速度，或者说由液体或固体转化为气体的速度是我们考虑形成可燃气体混合物的一个重要因素。蒸发是温度的函数，温度增加，液体转化为气体的量也增加。相反，温度降低可能会降低气体的量，有些气体可能还会冷凝为液体。爆炸的前提是空气中存在可燃物物质的蒸气。一般规律下，液体是不会燃烧的。防火的重要概念是避免足够量可燃气体的存在。闪点是液体释放蒸气的最低温度，也是LEL/LFL形成的温度，它是物质的固有特征。表4 常见物质的闪点标4 闪点 闪点 物质 °C °F 汽油(航空级)a - 46 - 50 丙酮 - 20 - 4 甲基乙级酮 - 9 16 乙醇 (96%) 17 62 柴油(#1-D)a 38 100 a 大致最低温度 因此，如果工作人员需要检测易燃易爆物质，那么他还要考虑工作场所中可能存在的液体的闪点。在检测过程中，待测周围环境的温度变化是必需要注意到的因素。检测前后温度的增加会显著地增加蒸气的量。温度增加的因素包括：太阳光对物体（固体及液体、气体）的直射；一般的工作行为（焊接、研磨、切割、钻孔等等在局部加热过程）等等。温度增加使得危险性增加，如果不注意这一点，就会导致工作过程中的爆炸和火灾。因此，有必要在工作过程中对气体进行连续监测。例如，在 10 °C 时，乙醇的蒸气还不会达到点燃程度。而在21 °C时, 乙醇的蒸气就很容易被点燃。在使用易燃易爆监测仪器时可能遇到其他的问题还包括：首先，测定的仪器必须用要检测的气体进行校正，例如，用甲烷标定的仪器对煤油就不是很灵敏。第二，将气体引入仪器的较长的探杆可能会吸收某些气体，使之无法到达传感器，从而使得仪器的实际读数有很大的降低。第三，温度的影响不容忽视。比如，某些密闭空间内的温度通常要比它外面高许多，空间内部的煤油蒸气在导到外部仪器时可能会冷凝成了液体，而无法被气体传感器检测到。另一个问题是仪器的分辨率，一个可以读出百分比LEL的仪器的增量是1%LEL/LFL，它就不可能读出小于1%LEL/LFL变化的数值。例如，一个可燃气体的浓度是0.7%LEL/LFL，低于了仪器的分辨率，此时仪器的读数可能是零。因此当用仪器去检测高闪点的液体时，比如对于松节油、汽油或柴油等，了解仪器的分辨率是非常重要的。在这种情况下，只能读取%LEL的仪器就不太够用，就可能需要光离子化检测器。在检测过程中，还要注意到待测气体或蒸气的密度，那些比空气轻的气体会上升到空间的上部，而比空气重的气体会积聚到空间的底部。这在实际的空间分布上就有所不同。轻的气体包括氢气、甲烷和氨气等，而重的气体包括丙烷、硫化氢、汽油和其他很多常见的有机溶剂。

一般概念在任何场所，我们都会遇到各种各样的可燃气体和蒸气。当它们的浓度足够时，许多物质的蒸气和气体都变成了可燃性危险气体，如果此时遇到火源并提供一定的能量就会发生燃烧。可其中的火源可能包括我们并不在意的东西比如：光源、电动工具、电子仪器甚至静电等等。发生燃烧（即，在点燃后，火焰会由燃点开始扩散）必须符合四个条件：气体中必须含有适量的氧气、适量的燃气、火源以及足够的分子能量维持火链反应。这四个条件一般被称为“火四边体”。如果这四个其中的任何一个没有或不足，燃烧都不可能发生。在火四边形的其它条件满足后，任何一种气体或蒸气都存在一个特定的最小浓度，只有在此浓度之上的气体或蒸气同空气或氧混合才会发生燃烧。我们将混合物发生燃烧的最低浓度称为燃烧下限（LFL，Lower Flammable Limit）；一个混合物可能被点燃而后爆炸的最低浓度为爆炸下限（即常说的LEL，Lower Explosive Limit）。可以看出，二者在定义上并不完全相同，但在实际上却可互相替代使用。不同的可燃物有不同的LFL/LEL，低于LFL/LEL的气体或蒸气对氧气的比例太低而不会燃烧。大多数（不是全部）的可燃气体或蒸气还具有一个高限浓度，在此之上，也不会发生爆炸。燃烧高限UFL (Upper Flammable Limit) 是蒸气和气体在空气中支持燃烧的最大浓度。在表述上，它与爆炸高限UEL (Lower Explosive Limit）通常也不加区分。高于UFL/UEL时，蒸气或气体同氧气的比例太大以至于无法反应使燃烧扩散。在LFL/LEL和UFL/UEL之间的差值就是可以燃烧的浓度区间。如果符合了燃烧四边形的条件，在此之间的浓度的可燃气体或蒸气就可能发生燃烧。各类气体或蒸气间的燃烧范围有很大的不同。这也导致了一般我们要使用百分比浓度而不是用g/m3来表示LFL/LEL和UFL/UEL。当使用g/m3表示时，大多数的物质LFL/LEL都是相近的，平均在45-50g/m3。表3 给出了常见物质的燃烧限度： 表3 燃烧极限的例子 (NFPA 可燃性液体、气体和挥发性固体，1977) 物质 LFL/LEL (% Vol.) UFL/UEL (% Vol.) 丙酮 2.6 12.8 乙炔 2.5 100 氨气 16 25 一氧化碳 12.5 74 氧化乙烯 3 100 氢气 4 75 硫化氢 4.3 46 甲烷 5 15 丙烷 2.2 9.5 通常在资料上所列出的燃烧限度都是在标准大气中氧的浓度（20.9%V/V）和温度压力下得到的数据。任何情况下的氧气富裕都会导致对燃烧过程的加速而使得燃烧限度范围发生改变。可燃性气体的监测仪器读数大都是“%LEL”而不是“%VOL”，这是相当重要的。为了说明这一问题，假设一个仪器读数为3%VOL的环境。如果得到这个读数的气体/蒸气或者混合物的精确组份是已知的，那么它的可燃性就是已知的，而在另一方面，如果不知道它们的准确组成，也就无法决定它的可燃性。假设这个读数是由甲烷引起的（甲烷的LEL是5%VOL），这个浓度就低于它的LEL/LFL，但如果这个读数是由丙烷引起的，那么这个浓度就高于LEL（丙烷的LEL是2.2%VOL），就会有爆炸的危险。大多数易燃易爆气体监测仪器的读数是在0-100%LEL之间，这是因为大多数的标准都使用LEL/LFL的百分数来制定危险程度指标。一般的警报限度是5%或10%的LEL/LFL，在许多仪器上的缺省值都设为10%LEL/LFL。不论何时，一旦读数超过10%LEL都意味着可能存在燃烧的危险或者非正常情况，10%LEL是监测易燃易爆气体或混合物的最保守的（或最高可以接受的）警报设置点。绝对安全的环境中一定是0%LEL/LFL！用%VOL（体积）浓度检测仪可以测得较高水平的易燃易爆气体的浓度，即可以检测高于LEL/LFL的浓度。有些仪器还可以检测ppm级的爆炸气体。有些仪器还可以在不同浓度间进行切换。 图3，既可监测LEL%又可监测ppm级烷烃浓度的iTx复合式气体检测仪（ISC公司）蒸气是液体和固体的在室温下的气体状态。气化或蒸发的速度，或者说由液体或固体转化为气体的速度是我们考虑形成可燃气体混合物的一个重要因素。蒸发是温度的函数，温度增加，液体转化为气体的量也增加。相反，温度降低可能会降低气体的量，有些气体可能还会冷凝为液体。爆炸的前提是空气中存在可燃物物质的蒸气。一般规律下，液体是不会燃烧的。防火的重要概念是避免足够量可燃气体的存在。闪点是液体释放蒸气的最低温度，也是LEL/LFL形成的温度，它是物质的固有特征。表4 常见物质的闪点标4 闪点 闪点 物质 °C °F 汽油(航空级)a - 46 - 50 丙酮 - 20 - 4 甲基乙级酮 - 9 16 乙醇 (96%) 17 62 柴油(#1-D)a 38 100 a 大致最低温度 因此，如果工作人员需要检测易燃易爆物质，那么他还要考虑工作场所中可能存在的液体的闪点。在检测过程中，待测周围环境的温度变化是必需要注意到的因素。检测前后温度的增加会显著地增加蒸气的量。温度增加的因素包括：太阳光对物体（固体及液体、气体）的直射；一般的工作行为（焊接、研磨、切割、钻孔等等在局部加热过程）等等。温度增加使得危险性增加，如果不注意这一点，就会导致工作过程中的爆炸和火灾。因此，有必要在工作过程中对气体进行连续监测。例如，在 10 °C 时，乙醇的蒸气还不会达到点燃程度。而在21 °C时, 乙醇的蒸气就很容易被点燃。在使用易燃易爆监测仪器时可能遇到其他的问题还包括：首先，测定的仪器必须用要检测的气体进行校正，例如，用甲烷标定的仪器对煤油就不是很灵敏。第二，将气体引入仪器的较长的探杆可能会吸收某些气体，使之无法到达传感器，从而使得仪器的实际读数有很大的降低。第三，温度的影响不容忽视。比如，某些密闭空间内的温度通常要比它外面高许多，空间内部的煤油蒸气在导到外部仪器时可能会冷凝成了液体，而无法被气体传感器检测到。另一个问题是仪器的分辨率，一个可以读出百分比LEL的仪器的增量是1%LEL/LFL，它就不可能读出小于1%LEL/LFL变化的数值。例如，一个可燃气体的浓度是0.7%LEL/LFL，低于了仪器的分辨率，此时仪器的读数可能是零。因此当用仪器去检测高闪点的液体时，比如对于松节油、汽油或柴油等，了解仪器的分辨率是非常重要的。在这种情况下，只能读取%LEL的仪器就不太够用，就可能需要光离子化检测器。在检测过程中，还要注意到待测气体或蒸气的密度，那些比空气轻的气体会上升到空间的上部，而比空气重的气体会积聚到空间的底部。这在实际的空间分布上就有所不同。轻的气体包括氢气、甲烷和氨气等，而重的气体包括丙烷、硫化氢、汽油和其他很多常见的有机溶剂。