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  氣體檢測器的發展和應用  
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   美國國家職業安全和健康研究院(NIOSH)和美國國家職業安全和健康局(OSHA)發表的研究報告都表明很多致命的密閉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工人進入密閉空間之前就已產生存在,或者由于他們在其間的活動形成。絕大多數的事故發生都在于缺乏工人進入密閉空間之前和在其中工作過程中對于危險氣體的檢測。所有這些研究都表明在涉及密閉空間進入的各個階段中危險氣體檢測的重要性。
  礦工可能是最早認識到需要一種檢測危險氣體裝置的工人。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體包括:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等等,還包括氧氣不足的情況。在有些情況下,甲烷也可能達到產生爆炸的濃度。由于甲烷沒有任何的警報特性,在工人認識到危險發生時,甲烷就可能積聚到了立即爆炸的濃度。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。這種燈的變種現在仍然應用于礦井的安全檢測領域。
   一氧化碳是礦工們關心的重要危險之一。同樣,它也由于缺乏警報特性常常會使工人在不知不覺中處于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毒氣體無可奈何的方法。后來又出現了測量一氧化碳的比色管,并且在存在這種危險氣體的各種場合得到廣泛應用,以后又有了檢測氧氣濃度的比色管出現。
船艦上密閉空間存在有害氣體的危險是對于發展現代氣體檢測裝置的另一個刺激。1926年,火燒連營般的油船爆炸促使加利福尼亞的標油公司發起研制開發可燃氣體直讀指示器的工作。在1927年,Oliver W. Johnson 發明并提出了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。即使是70年后的今天,在大多數密閉空間檢測中用到的檢測器仍然采用這種原理,當然,它們已經融入了更多的現代技術成分。1960年,第一代的電化學氧氣傳感器的發現很快使氧氣的實時檢測也出現在便攜儀器之中。今天的工人已經有了更多的選擇,使用各種原理制造的檢測管、檢測儀隨處可見。現在工人面臨的問題是:對于特定的環境如何選擇合適的檢測技術。
  對于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需求:一是對于存在的和可能存在的危險氣體的正確估計,二是制訂對策以減少、控制或維持可能對工人構成威脅的危險氣體的濃度。而在得出任何對策之前,就必須對與密閉空間有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。
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氣體組份濃度可能很低。罐的體積較大,在進入之前,你無法完全控制和準確地描述整個空間的氣體是否安全,這就意味著,在大多數情況下,只有在進入部位的氣體組份得到了通風處理和檢測,并且也僅僅預計到了經常遇到的危險情況(氧氣不足、甲烷、硫化氫等等),而其它可能的危險,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。
  通過非特效測量得到的數據可能會相當復雜。在氣體檢測中經常使用的金屬氧化型(MOS)就會對很多的化合物都具有反應,所以它得到的結果就很難說清楚。另一方面,技術的進步已使我們可以得到原來需要大型、笨重的儀器才能獲得的檢測儀器。比如,配備多個傳感器的復合式氣體檢測儀,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(光離子化檢測器)。它可以在ppm級的水平上檢測大多數的揮發性有機化合物。從而對眾多的有機溶劑和化合物發出超限警報。
在很多情況下,對于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閉空間中發生的致命事故的文獻資料中查到主要的危險氣體組份,包括:氧氣(不足或過量),易燃易爆氣體和蒸氣,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H2S仍被認為是致命氣體的禍首。但另一方面,盡管其它的有毒氣體可能并不常見,但它們引起的危害可能更為致命,尤其可能對工人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就要預計可能存在的危險,然后確定需要采取的措施。換句話說,當確定一個檢測手段時,最主要的是要保證檢測和防護足以對付可能發生的所有危險。
本章的主要目的在于介紹在密閉空間檢測時經常用到的檢測技術和方法。大多數的用于此種目的的便攜式氣體檢測儀器大同小異,都是針對常見氣體設計的。只有在考慮具體的檢測目的的時候,才會尋找它們的不同。本章就是要解釋它們的這些不同之處,以及各種儀器的優缺點。本章的第二個目的是介紹一些在密閉空間檢測中雖不常見但是針對特定有害氣體的檢測技術。
 
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