LEL检测器
很多 VOC确实是易燃物质并且可以被应用于很多气体检测器中配备的 LEL(Lower Explosive Limit)或称易燃易爆气体检测器所检测到。但是,由于 LEL传感器的较低的灵敏度还不足以确认毒性而无法应用于许多低浓度 VOC领域之中。
换句话说,LEL传感器检测的是爆炸性而非毒性。
1)LEL传感器检测的是爆炸性而非毒性
LEL传感器测量的是爆炸下限的百分比,例如,汽油的爆炸下限是 1.4%,因而,100% LEL就是 14,000ppm的汽油。10% LEL是 1,400 ppm的汽油,1% LEL是 140 ppm的汽油。140 ppm是 LEL传感器可以检测到的*小的汽油蒸气量。汽油的 TWA值(时间加权平均值)是 300 ppm而其 STEL(短期暴露水平)是 500 ppm,这些,再加上 LEL传感器的较差的分辨率都说明 LEL不适合于检测汽油泄露。LEL传感器测量的是爆炸性而不是毒性。实际上,很多 VOC(有机化合物)即使在其浓度远远低于 LEL传感器灵敏度时就已经具有了很大的毒性。
2)LEL传感器是专用于测量甲烷气体的
*初,LEL传感器是专门用于解决测量煤矿中甲烷浓度问题的。大多数的 LEL传感器都采用测量易燃气体在催化极上燃烧产生热量的惠斯通电桥的原理。此时,温度升高引起电阻的变化,仪器对其进行测量并转化为% LEL。
3)LEL传感器的局限性
两种基理影响着 LEL传感器的性能并影响着它们有效地测量非甲烷气体:即,气体在燃烧时的热量输出不同;“较重的”碳氢化合物蒸气很难扩散到 LEL传感器内部,所以其热量输出也低一些。有些气体燃烧产生热量较多而另一些可能相对小一些。这些物理性质的不同导致了使用 LEL传感器时的不便。比如 100% LEL甲烷(5%体积甲烷)产生的热量就相当于 100%LEL丙烷(2.0%体积)的两倍。有些分子较大的碳氢化合物可能很难扩散通过 LEL传感器的防火屏蔽金属过滤层。在 LEL传感器上,这个过滤层是用来避免传感器本身回火引燃环境并允许象甲烷、丙烷和乙烷等通过到达传感器的惠斯通桥的电极表面。然而,象汽油、煤油、溶剂等大分子有机物扩散通过这个过滤层的速度较慢,因而到达电桥的量也少,也即输出较低。
4)惠斯通电桥式的 LEL传感器的灵敏度是以甲烷为代表的
根据下表,汽油在惠斯通电桥上产生的热量大约是甲烷的一半。因此,其产生的信号也是甲烷的一半。如果用甲烷标定的 LEL检测汽油蒸气,仪器显示的读数就是实际浓度的一半。例如,在甲烷标定的情况下,如果 LEL显示空气中汽油混合物的 50% LEL,实际上由于输出只有一半,LEL就大约是 100%
当然,LEL的读数可以用你所测量的气体进行校正。比如,上表表明,丙烷的响应更接近于大多数的VOC,因此也有很多的制造商用丙烷校正他们的仪器。也可以在仪器用甲烷校正后使用校正系数进行待测气体校正,即以软件修正的方法来使得仪器得到正确的读数。由于甲烷是*先到达传感器表面,所以用甲烷进行校正更适合于这类仪器。然而,即使使用了合适的校正系数,LEL传感器还是因为缺乏足够的测量 PPM
量级的灵敏度而无法进行 VOC的毒性测量。
MOS传感器?
半导体或称 MOS传感器是一种早期的和不是很贵的便携式测量仪器。它也可以检测大多数的化学物质。但它们的局限性还是限制了它们在应急事故中的广泛应用。
1)它们的灵敏度度很差,一般的检出限度大约是 10PPM
2)它们的输出是非线性的,这样就会影响它们的**度。MOS仅仅是一种各种有毒气体和蒸气的粗略检测器,依据它们的非线性输出得到的可以或不可以进入的决定是很危险的,因为这种输出更象用一条米尺测量一张纸的厚度。
3)相对于 PID,MOS的响应时间要慢一些
4)MOS传感器更易受到温度和湿度的影响
5)它们很容易被中毒并且不容易清洗
便携式 GC/MS
气相色谱/质谱(GC/MS)具有很高的选择性,但是非连续测量。它是“点测”而无法提供连续的警报测量。因为它们的采样量较小,并且现场还存在着空气流动等等因素。只有像 PID那样,采用 100-500 cc/min的连续监测,才不至于被一时的高或低的读数蒙蔽。同时,目前还没有可以由工作人员带在身上的便携式的和坚固可靠的 GC/MS仪器,同时,GC/MS还仅是一个即时而非预防手段,它仅仅能报告发生了什么。一个色谱更多地提供了“点测”的照片结果而不是一个连续的、即时的影像。*后一点,GC/MS在仪器价格上也比较贵。
火焰离子化检测器(FID)
火焰离子化检测器(FID)是一种宽带有机化合物检测器而不具备选择性。但它们的线性是非常好的。它们用于现场检测的主要局限在于它们较大的重量和体积,以及需要配置一个氢气瓶,这样一来,就很难保证它们在危险环境中仪器本身的本质**。FID相对较贵、维护繁琐也限制了它在工业领域的应用。PID和FID都是常见的有机化合物检测器,很多人都想知道二者在技术上的不同,但这种不同更多的是一种偏爱。FID和 PID之间的不同就如同米尺和市尺之间的不同。它们都可以有效地测量同一种物质,但是,由于 PID更小巧一些,更容易使用和更**,它要比 FID更加普遍地应用于工业领域。