關於氣體檢測器的發展和應用
美(měi)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康(kāng)局(OSHA)發表的研究報告(gào)都表明很(hěn)多致命的密閉空間的事故都同所(suǒ)在空間的(de)氣體組份有關。而這些危險組(zǔ)份既(jì)可(kě)能在工人進入密閉空間之前就已產生存在,或者由於他們在其間的活動形成。絕大多數的事故發生都在於缺乏工人(rén)進入密閉空間之前和在其中工作過程中對於危險(xiǎn)氣體的(de)檢測。所有這(zhè)些研究都(dōu)表明在涉及密閉空間進入的各個階段中危險氣體檢(jiǎn)測的重要性。
礦工可能是最早認識到需要一種檢測危險(xiǎn)氣體裝置的工人。礦(kuàng)井中的氣(qì)體組份代表了各(gè)種各樣的(de)危險情況,這其中(zhōng)遇到的有毒氣體包括:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫(liú)等等,還包括(kuò)氧(yǎng)氣不足的情況。在有些(xiē)情況下(xià),甲烷也可能(néng)達到產生爆炸(zhà)的濃度。由於甲烷沒有任何(hé)的警報特性,在(zài)工(gōng)人認識(shí)到危險發生時,甲烷就可能積聚到了立即(jí)爆炸的(de)濃度。任何的火源的出現,比(bǐ)如工人(rén)的(de)礦燈都會引(yǐn)起爆炸事故。第一個可燃氣體指示器,Davy
燈的出現,就為工人的安全提供了保障。這種燈的變種現(xiàn)在仍然應用於(yú)礦井的安全檢測(cè)領域。
一氧化碳是礦工們關心的重要危(wēi)險之一。同樣,它也由於缺乏警報特性常常會使工人在不知不覺中處於極為危險的(de)濃度之下。使用一些小動物,像鳥、比如著(zhe)名(míng)的"礦井金絲鳥"就成為在那個時代(dài)的定量檢測有毒氣體無可奈何的方法。後(hòu)來又(yòu)出現了測量一氧化碳的比色管,並且在存在這種危(wēi)險氣(qì)體的各種場合得到廣泛應用(yòng),以後又有了(le)檢測氧氣濃度(dù)的比色管出現。
船艦上密閉空間存在有害氣體的危險是對於發展現代氣(qì)體檢測裝置的另一(yī)個刺激。1926年,火(huǒ)燒連營般的油船爆炸促使加利(lì)福(fú)尼亞的標油公司發起研製開發可燃氣(qì)體直讀指示器的工(gōng)作。在(zài)1927年,Oliver
W. Johnson
發明並提出了(le)一種利用可燃氣體在一個鉑絲上催化燃燒機理的便攜式可燃氣體檢測器。即使(shǐ)是70年後的今天(tiān),在大多數密(mì)閉空(kōng)間檢測中用到(dào)的檢測器仍(réng)然采用這種原理,當然,它們已經融入了更多的現代技術(shù)成分。1960年,第一代的電化學氧(yǎng)氣傳感器(qì)的發現很快使氧氣的實時檢測也出現在便攜(xié)儀器之中。今天的工人已經有了更多的選擇,使用各種原理製造的檢(jiǎn)測管、檢(jiǎn)測儀隨處可見。現在工人麵臨的(de)問(wèn)題是:對於特定的環境如何選擇合適的檢測技術。
對(duì)於進(jìn)入密閉空(kōng)間(jiān)和在其中工(gōng)作時的氣體成分檢測、管理有著兩種主要的需求:一是對於存在的和可(kě)能存在的危險氣(qì)體的正確估計,二(èr)是製訂對策以減少(shǎo)、控(kòng)製或維持可能對(duì)工人構成威脅的危險氣體的濃度。而在得出任何對策之前(qián),就必須(xū)對與密閉空間有(yǒu)關和進入過程中的所有可能的危險氣體組份進行估計及確認(rèn)。
在一些密閉空間中,比如一個孔的大(dà)存儲罐,現有(yǒu)知識所認識到的危險氣體組份濃度可能很低(dī)。罐的體積較大,在進入之前,你無法完全控(kòng)製(zhì)和(hé)準確地描述整個空間的氣體是否安全,這就(jiù)意味著,在大多數情況下,隻有在進入部位的氣體組份得到了(le)通(tōng)風(fēng)處理和檢測,並且也僅僅預計到了經常遇(yù)到的危(wēi)險情況(氧氣(qì)不足、甲(jiǎ)烷、硫化氫等等(děng)),而其它可能的危險,比如罐壁吸附物質的釋放等等,也許(xǔ)會突然發生(shēng),在這種(zhǒng)情況下,就需要一種更為廣泛的檢測手段。
通過非特(tè)效測量(liàng)得到的數據可能會相當複(fù)雜。在氣體檢測中(zhōng)經常(cháng)使用的金屬氧化型(MOS)就(jiù)會對(duì)很多(duō)的化合物都具有反應,所以它得到的結果就很難說清楚(chǔ)。另一方麵,技術的進步(bù)已使我們可以得到原來需要大(dà)型、笨重的儀器才能獲得的檢測儀器。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合物蒸氣的PID(光離子(zǐ)化檢測器)。它(tā)可以(yǐ)在ppm級的(de)水平上檢測大多數的揮發性有機化合物。從而對眾多的有機(jī)溶劑和化合物發出(chū)超限警報。
在很多情況下(xià),對於特定密閉(bì)容器(qì)確定其中的危險氣體還是比較容易的。你可以(yǐ)在隨處可見的密閉空間中發生的致命事故的文獻資料中查到主要的危(wēi)險氣體(tǐ)組份,包括:氧氣(不足或(huò)過量(liàng)),易燃易爆氣體和蒸氣,有毒氣體(主要是一氧化碳,硫化氫(qīng))。盡管還可能存在其(qí)它的有毒氣體,但CO和H2S仍(réng)被認為是致命氣體的(de)禍首。但另一方麵,盡管其它的有毒(dú)氣體可能(néng)並不常見,但它們引起的危害(hài)可能更為致命,尤(yóu)其可能對工人造成長期的身體損壞和生命威脅。
解決(jué)這些棘手問題的關鍵就要預計可能存在的危險,然後確定需要采(cǎi)取(qǔ)的措施。換句話說,當確定一個檢測手段時,最主要的(de)是要保證檢測和防護足以對付可能發生的所有危險。