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AP-201 (Chinese)(传感器资料).pdf

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应用指南 AP-201 光离子化检测器 (PIDs) 在氨气 (NH3) 检测中的应用 氨气(NH3) 是一种普通的碱性气体。比空气轻,具有一种强烈的刺激性气味有很强的反应活 性。易溶于水,可灼烧呼吸道。在5000 ppm以上可导致死亡。 NIOSH《化学有害物质手册指南》中列举出了相应的最低极限值。如: • TWA (时间加权平均值) 25 ppm • STEL (短期暴露极限) 35 ppm • IDLH(立即致死量) 300 ppm • LEL (最低爆炸极限) 15% 不论是氟化物制冷剂还是氯化物制冷剂都会消耗臭氧,而氨作为一种制冷剂(R717)的使 用与过去几年相比一直在逐渐的增强,因为它的使用对臭氧没有破坏作用。如今大量的氨类产 品被使用,例如: • 肥料厂 • 使用尿素的树脂生产厂家 • 炸药/军工厂 • 尼龙产品 • 半导体产品 • 水和污水处理设备 • 秘密毒品实验室 为何要测量氨气? 虽然氨气的特殊味道能使人相对容易地知道它是什么物质,但是氨气的浓度不能靠人的鼻 子精确的测量出来。因此,要采用实时监控系统来实施氨环境的监控,从而为个人保护(PPE) 提供及时连续的信息,为我们采取什么样的PPE防护做出及时的现场决策。据NIOSH手册提供的 数据,氨的最低浓度水平不超过250—300ppm时就要使用防护呼吸器进行保护。在进入氨气浓度 超过300ppm或进入未知浓度环境以及严格要求允许进入浓度的空间时,都要采取防护措施。 在 相当高浓度环境下,由于氨气是碱性很强的活泼气体,进入人员需要采取A级防护才能进行作业。 RAE Systems World Headquarters 华瑞科学仪器(亚洲)有限公司 3775 N. First St., San Jose, CA 95134, USA 上海市 200030,徐汇区零陵路 899 号 Tel: +1.408.952.8200 飞洲国际广场 16 楼 C 座 E-mail: raesales@raesystems.com 电话:021-54891663,传真:021-54891662 http://www.raesystems.com 电子邮箱:raeasia@raesystems.com 1
应用指南 AP-201 氨气在空气中浓度超过15%(150,000 ppm)的情况下,有潜在的爆炸可能,此时所有的活动都应当 被停止,所有的人员都应撤离该区域。在这种要做出果断决定的情况下,精确可靠实时的便携 式氨监测器是必备的。 密闭环境中何时需要测量? 同许多使用各种氨类产品的客户沟通,您就会了解到在运输和使用氨气时如何提供呼吸器 保护或进行全封闭的保护,他们有很多不同的观点。对此OSHA能提供最专业的指导,OSHA认 为:通常我们遇到紧急情况时,尤其在中心浓度未知时或浓度水平超过立即致死量标准的一半 时要穿着A级密闭防护服。氨的IDLH为500ppm(如今为300ppm)其一半为250ppm(如今为 150ppm)。氨是一种有呼吸性危害的物质,在10000ppm(1%)时,吸入有害,皮肤不吸收, 但它能和潮湿的皮肤起反应;在30000ppm(3%)是就能闻到它刺鼻的气味。因此,在超过IDLH 一半时我们通常要采用A级的防护措施,以防止工作人员过度暴露在氨气下。对于氨气,采取A 级密闭防护是很适合的,可以避免对皮肤的伤害,因为氨气浓度可能达到5000ppm。 在对无数使用氨的客户(制冷剂和化工厂)的了解中,他们普遍认为氨浓度在250-1000 ppm时应采用A级的密闭防护。 氨气传感器无法测量高浓度 如今的电化学传感器不能持续的测量氨气。多数氨气电化学传感器的最大量程为100 ppm;因此氨气浓度超过100ppm时电化学传感器不能正常工作,因而很难作出准确的个人防 护(PPE)决策。当我们实际需要呼吸器正压供气时,电化学传感器却不能帮助做出及时的 决定,并且在我们需要A级密闭防护服时氨气电化学传感器因为超出范围也不能做出正确决 策。氨气传感器的用户认为在浓度高时只要用检测管抽样检查就可以了。这些原因导致了人 们选择过度的个人保护装置,它不仅增加了成本而且使操作人员的操作变得更加困难。难道 仅仅因为SCBA的规定我们就要进行密闭的A级防护吗? 氨气传感器的易损耗性 电化学传感器可以检测相对低浓度的氨气而没有损耗。氨电化学传感器就像干电池一样, 只能在某一时间内测量一定量浓度的氨气。假设一传感器氨气是20000ppm/hours。这就意味着这 RAE Systems World Headquarters 华瑞科学仪器(亚洲)有限公司 3775 N. First St., San Jose, CA 95134, USA 上海市 200030,徐汇区零陵路 899 号 Tel: +1.408.952.8200 飞洲国际广场 16 楼 C 座 E-mail: raesales@raesystems.com 电话:021-54891663,传真:021-54891662 http://www.raesystems.com 电子邮箱:raeasia@raesystems.com 2
应用指南 AP-201 个传感器检测2ppm的氨气可以持续使用10000个小时或是检测20ppm的氨气可以持续使用1000 小时。由此可知,一个氨气传感器一旦使用了20000个ppm小时就报废了。不幸的是实际情况不 是这么简单。传感器除了有固定的使用期限之外,超出最大定额的使用率很底。超出最大定额 检测高浓度氨气的传感器将造成无法恢复的损伤。像使用“立即致死量传感器”的使用浓度来 使用氨气传感器是不行的,许多氨气传感器只能在小于200ppm情况下运用。氨气电化学传感器 的可靠性是它的根本问题。如果有大量氨气泄露时,这种传感器将很快被耗尽因而也不能用它 来查找泄漏位置。同时,购买和校准它花费相当昂贵。 使用PID测量氨气 氨气的离子化能量为10.18电子伏特,因而采用10.6电子伏特的紫外灯激发,就能轻易的检测到 它。便携式PID在检测氨气浓度的时间加权平均值(TWA/25ppm)和短期暴露极限值 (STEL/35ppm)方面有相当大的优势。 1、PID的光学传感器是不会因为超出量程而遭到破坏。 2、用PID来测量10000ppm的氨气在多数情况下是可以适应的,因此可以用它来为PPE做现场决 策并且进行泄露探测。 3、PID用的异丁烯校准气既稳定又廉价。(35公升65美元可使用2年) 4、氨气作为校准气,贵而不稳定(58公升280美元仅可使用1年) 5、RAE PID的10.6eV的紫外灯更换需要250美元,可以使用两年,每年花费约100美元。 6、一个氨气传感器要400美元且只有一年的使用期限,当它暴露在高浓度氨气环境中很快会失 效,正常使用情况下,氨气检测器最多只能维持三个月。 7、由于高浓度氨气对PID没有什么损害,因此它能准确的进行泄漏检测并快速定位泄露位置, 争取时间,减少工作人员在高浓度氨气中的暴露并可快速进行维修。 8、PID几乎能立刻检验出氨气的浓度,而普通氨传感器需要150秒才能给出现场情况。MiniRAE 2000 PID能在3秒内给出现场状况。PID的快速反映能帮助我们轻易的发现泄露位置和评估现 场状况。 PID和EC传感器2年的使用成本对比 RAE Systems World Headquarters 华瑞科学仪器(亚洲)有限公司 3775 N. First St., San Jose, CA 95134, USA 上海市 200030,徐汇区零陵路 899 号 Tel: +1.408.952.8200 飞洲国际广场 16 楼 C 座 E-mail: raesales@raesystems.com 电话:021-54891663,传真:021-54891662 http://www.raesystems.com 电子邮箱:raeasia@raesystems.com 3
应用指南 AP-201 PID在购买时,比氨电化学传感器花费要高, 但在2年的使用过程中却比氨电化学传感器的使用 成本要低得多。 以ToxiRAE PID (PGM-30) 、Toxi NH3(PGM-35)为例使 用两年的成本比较:安装了氨气传感器的检测仪 *RAE公司1997报价*PID所用紫外灯为195美元两年的 使用寿命,在正常情况下使用平均每年耗资98美 元。 PID针对氨气的检测特性 Toxi NH3 2年花费 Toxi PID 1年花费 Toxi Toxi PID NH3 $1450 $695 $280 $65 $155 $215 $395 $1670 $1190 $163 $675 $280 $65 $98 检测器 标气 校准 传感器 1年合计 PID2年合计 NH32年合计 $1833 $1865 一款PID不仅能检测单一的氨气,而且能检测许多其他的化合物。举例来说, 有氨气和其他浓缩溶剂同时泄漏的事件发生,PID能够提供所有泄漏化合物的组成 成分。 可是当一个以氨泄漏为主的事件发生时,由于氨气的特殊味道是我们轻易地确立现场只有氨气 的泄漏。在这些案例中,PID提供了一种准确可靠而有效的检测氨气的方法,帮助我们在个人保 护上做出现场的决策,具体情况有如下三种: 1、 采取呼吸器保护(15分钟内超过35ppm) 2、 采取强制通风或采用自给式呼吸设备保护(浓度在250-300ppm) 3、 采取A级密闭防护(浓度在250-5000ppm) 使用LEL传感器进行氨的测量 惠斯通电桥LEL传感器(催化燃烧式可燃气体传感器)可以测量无水氨气和其他碳氢化合物, 体积较小的LEL传感器对氨气的灵敏度要比对甲烷灵敏度高得多。然而,LEL对干燥的氨气的毒 性还不能做出必要的判断。最终对惠斯通电桥LEL传感器来说氢化物是一种慢性的毒素。尽管LEL 传感器在测得高浓度氨气时能及时的给出警报,但是它们在高浓度氨气条件下只能维持若干小 时或若干分钟的使用寿命。 RAE Systems World Headquarters 华瑞科学仪器(亚洲)有限公司 3775 N. First St., San Jose, CA 95134, USA 上海市 200030,徐汇区零陵路 899 号 Tel: +1.408.952.8200 飞洲国际广场 16 楼 C 座 E-mail: raesales@raesystems.com 电话:021-54891663,传真:021-54891662 http://www.raesystems.com 电子邮箱:raeasia@raesystems.com 4
应用指南 AP-201 什么样的测量技术是我们所使用的? 氨气用户可以采用以下多种技术来检测它们:检测管,电化学传感器,光离子化PID传感 器和LEL传感器。选择哪种技术最好是根据氨气的实际浓度和采用什么样的解决方法而确定。 PID技术结合廉价的氨检测管来实现实时检测是一个很好的方法。 通常0-50ppm 的氨气浓度:在MultiRAE Plus、ToxiRAE II 中用专门的氨传感器、或RAE的氨气 检测管。 50-100ppm的氨气浓度:用安装PID的MultiRAE Plus和氨传感器或RAE气体检测管。. 超过100ppm时:用MultiRAE Plus的PID传感器、 MiniRAE 2000、 ToxiRAE Plus PID和气体检测管 RAE公司产品中测量氨气的MultiRAE Plus检测仪:要在密闭空间检测氨气我们可以提供三 种可行的检测方案,使用三种传感器:PID, 电化学氨气传感器, LEL传感器。MultiRAE Plua能 够准确、实时地监控氨气,根据实际情况为PPE提供如下决策: 1、采取呼吸器保护(15分钟内超过35ppm) 2、采取自给式呼吸器保护措施(浓度在250-300ppm) 3、采取A级密闭防护(浓度在250-5000ppm) 4、 该区域进行紧急疏散(超过氨气的LEL值) PID检测仪,加氧气,LEL,两种有毒气体传感器加上内置泵,这些设备就可以检测氨气从 TWA至LEL的氨气浓度。 选用 MultiRAE Plus 的一个重要因素是检测氨气时它能很容易的校准灵敏度, 氨气在低浓度范围内(1-50 ppm) MultiRAE Plus 可以配置电化学传感器; 配置PID可在(50-2000 ppm)高浓度范围内,LEL传感器适用于有爆炸可能性的氨气环境(超过 15%)。 选用配置LEL传感器的MultiRAE Plus是因为它能在氨气浓度超出2000 ppm,PID不能测到时 很快的校准LEL灵敏度并且测得准确的LEL值。 ToxiRAE Plus PID:是一款个人便携式检测仪,在密闭包装时这款PID可以测量2000ppm以上的氨气; MiniRAE 2000 PID:它带有内置的取样泵,它对纯氨的泄漏检测是最有效的。ToxiRAE II:是一款使 RAE Systems World Headquarters 华瑞科学仪器(亚洲)有限公司 3775 N. First St., San Jose, CA 95134, USA 上海市 200030,徐汇区零陵路 899 号 Tel: +1.408.952.8200 飞洲国际广场 16 楼 C 座 E-mail: raesales@raesystems.com 电话:021-54891663,传真:021-54891662 http://www.raesystems.com 电子邮箱:raeasia@raesystems.com 5
应用指南 AP-201 用电化学传感器的个人用氨气检测仪,它只能测量低浓度的氨气,至少在50ppm下。 RAE 气体检测管: 气体检测管检测是对氨气采样点测量的一种廉价方法。检测管检测也可以帮助我们验证PID 对氨的检测性能。 参考文献: OSHA:OSHA Standard Interpretation and Compliance Letter, from Patricia K. Clark, Directorate of Compliance Programs to Mr. Thomas . Valente, Jr., 10/2/1991. NIOSH: Pocket Guide to Chemical Hazards, NIOSH Publications, Cincinnati, OH 1994 RAE Systems: Correction Factors and Ionization Potentials(Technical Note TN-106) RAE Systems World Headquarters 华瑞科学仪器(亚洲)有限公司 3775 N. First St., San Jose, CA 95134, USA 上海市 200030,徐汇区零陵路 899 号 Tel: +1.408.952.8200 飞洲国际广场 16 楼 C 座 E-mail: raesales@raesystems.com 电话:021-54891663,传真:021-54891662 http://www.raesystems.com 电子邮箱:raeasia@raesystems.com 6
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