騰沖市;坊x表作業(yè)證培訓(xùn):成分測量原理及儀表
自動(dòng)化儀表又稱過程檢測、控制儀表,它是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化、提高化工生產(chǎn)效率的重要工具。
化工自動(dòng)化控制儀表作業(yè):指化工自動(dòng)化控制儀表系統(tǒng)安裝、維修、維護(hù)的作業(yè)。
危險(xiǎn)化學(xué)品安全作業(yè)證理論知識(shí)考試采取計(jì)算機(jī)閉卷考試方式,滿分100分,80分及以上為合格
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化工測量與儀表
成分測量原理及儀表
月前化工行業(yè)常用的氣體成分檢測儀表主要有熱導(dǎo)式氣體分析儀、紅外線氣體分析儀、熱磁式氧量分析儀、氧化鋯氧量分析儀、可燃和有毒氣體報(bào)警儀等。
對(duì)于各種氣體分析儀,儀表人員一般只負(fù)責(zé)維護(hù)、校準(zhǔn)、輕微故障排除工作,檢修工作一般由制造廠負(fù)責(zé),故對(duì)其工作原理、結(jié)構(gòu)在此不作介紹。
常用的可燃和有害氣體報(bào)警儀的工作原理主要有接觸燃燒式、紅外式、半導(dǎo)體氣敏元件式和電化學(xué)式等?紤]到此類儀表涉及安全問題,故對(duì)其工作原理進(jìn)行簡單介紹。
一、接觸燃燒式可燃?xì)怏w報(bào)警儀
接觸燃燒式可燃?xì)怏w報(bào)警儀的探頭部分是由檢測元件、補(bǔ)償元件、固定電阻組成的一個(gè)平衡電橋,檢測元件和補(bǔ)償元件均為涂有催化劑的熱敏電阻,對(duì)稱布置。檢測元件接觸周圍的空氣,補(bǔ)償元件不接觸。電橋加上一定電壓后,如周圍空氣中無可燃?xì)怏w,由于橋臂電阻相等,電橋無信號(hào)輸出;當(dāng)空氣中有可燃?xì)怏w并擴(kuò)散到檢測元件時(shí),在催化劑作用下產(chǎn)生無焰燃燒,使檢測元件的溫度升高,電阻值增大,電橋失去平衡而輸出電壓信號(hào)。此信號(hào)與可燃?xì)怏w的濃度成正比,可送到二次儀表顯示和報(bào)警。接觸燃燒式可燃?xì)怏w報(bào)警儀的主要特點(diǎn)為:結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,具有顯示和報(bào)警功能,安裝使用方便。
接觸燃燒式可燃?xì)怏w報(bào)警儀主要用于烷、苯、烯、醇、酮類和氫、氨等單種或多種混合可燃?xì)獾男孤z測,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏,保證生產(chǎn)和人身安全。
二、紅外式可燃和有害氣體報(bào)警儀
紅外式可燃和有害氣體報(bào)警儀是利用不同元素對(duì)某個(gè)特定波長的吸收率不同來進(jìn)行工作的。它通過一個(gè)紅外發(fā)生器產(chǎn)生紅外光,穿過充有樣氣的氣室,然后被各種氣體的專用接收器接收,以確定不同氣體的組分。
這種氣體報(bào)警儀的優(yōu)點(diǎn)是抗中毒性好,反應(yīng)靈敏,對(duì)大多數(shù)碳?xì)浠衔锒加蟹磻?yīng)。但針對(duì)性強(qiáng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高。
三、半導(dǎo)體氣敏元件式可燃和有害氣體報(bào)警儀
半導(dǎo)體氣敏元件式可燃和有害氣體報(bào)警儀的檢測元件大多是以金屬氧化物(如SnO₂,ZnO、CoO等)為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料,當(dāng)被電加熱器加熱到200~400℃時(shí),被測氣體中的可燃和有害氣體會(huì)在半導(dǎo)體表面吸附,使半導(dǎo)體自由電子的移動(dòng)發(fā)生變化。電阻值的變化量與被測氣體中可燃和有害氣體的濃度有關(guān)。
這種氣體報(bào)警儀的主要特點(diǎn)是檢測范圍寬,量程最低可到10-6級(jí),適用于某些特定場合。如:CO的爆炸下限為12.5%(V/V),但人身安全要求的最高濃度為50×10-6,使用接觸燃燒式可燃?xì)怏w報(bào)警儀不能測到這樣低的含量。
這種氣體報(bào)警儀除了可以用于石油蒸汽、乙醇蒸氣、天然氣、烷、苯、烯、氫等單種或多種混合可燃?xì)怏w外,特定的敏感元件可用于低含量的水蒸氣檢測。
四、電化學(xué)式有毒氣體報(bào)警儀
電化學(xué)式氣體傳感器種類很多,其中定電位電解式傳感器是目前測毒類現(xiàn)場最廣泛使用的一種技術(shù),其工作原理如下:在一個(gè)塑料制成的筒狀池體內(nèi),安裝工作電極、對(duì)電極和參比電極,電極間充滿電解液,由多孔四氟乙烯制成的隔膜在頂部封裝。在電極之間施加一定的電位,使傳感器處于工作狀態(tài)。氣體與電解質(zhì)內(nèi)的工作電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng),在對(duì)電極發(fā)生還原或氧化反應(yīng),電極的平衡電位發(fā)生變化,變化值與氣體濃度成正比。將電位變化值放大后就可以顯示氣體的濃度值。
電化學(xué)式氣體報(bào)警儀可以檢測微量氣體,適用于有毒氣體的檢測,常用于檢測CO、H₂S、NO₂、SO₂和Cl₂等有毒氣體。
五、可燃和有害氣體報(bào)警儀的選型
可燃和有害氣體報(bào)警儀選型步驟大致如下,
(1)確定報(bào)警儀形式:化工生產(chǎn)現(xiàn)場可燃和有害氣體的檢測主要分為生產(chǎn)過程泄漏檢測、檢修檢測、應(yīng)急檢測、進(jìn)入檢測和巡回檢測等幾種情況,針對(duì)生產(chǎn)過程泄漏檢測一般選用固定式檢測儀,其他幾種情況則需要配備便攜式檢測儀。
(2)確定報(bào)警儀種類:根據(jù)可燃和有害氣體種類選擇檢測儀表的種類,如:檢測可燃?xì)怏w可選用接觸燃燒式、紅外式等;檢測H₃S、SO₂和Cl₂等有毒氣體可選擇電化學(xué)式。
(3)確認(rèn)檢測范圍:根據(jù)所需檢測的濃度確認(rèn)儀表的檢測范圍能否達(dá)到使用要求,例如:檢測CO時(shí)有多種報(bào)警儀可供選擇,作為毒氣檢測時(shí),需要達(dá)到10-6級(jí),不能選用接觸燃燒式和紅外式,只能選擇半導(dǎo)體氣敏元件式報(bào)警儀。
(4)現(xiàn)場環(huán)境:現(xiàn)場安裝的傳感器應(yīng)符合現(xiàn)場防爆要求,同時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境溫度對(duì)儀表的影響。如:使用電化學(xué)型檢測探頭時(shí),由于溫度過高、過低都會(huì)引起電解質(zhì)的物理變化,應(yīng)注意使用溫度不能超出制造廠所規(guī)定的使用環(huán)境溫度。
(5)經(jīng)濟(jì)性:在滿足使用要求的前提下,應(yīng)考慮一次性投資、運(yùn)行費(fèi)用等因素。常用檢測傳感器使用壽命如下:電化學(xué)式為1~3年;半導(dǎo)體式為3~4年;紅外式大于2年。
※復(fù)習(xí)與總結(jié)※
1.測量壓力或真空度的儀表很多,按照測量原理大致可以分為;液柱式、彈性式、電氣式、活塞式幾種。
2.從溫度的感應(yīng)途徑來分,溫度檢測儀表主要有接觸式測量和非接觸式測量兩種;ば袠I(yè)使用的溫度測量儀表以接觸式測溫儀表為主,按其測量原理來分主要有:膨脹式、壓力式、熱電偶、熱電阻等,其中以熱電偶、熱電阻使用最為普遍。
3.在化工生產(chǎn)中,必須對(duì)各種物料的流量進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測,以維持生產(chǎn)穩(wěn)定,為控制和管理提供依據(jù),因此流量檢測是化工儀表的主要內(nèi)容之一。流量計(jì)主要包括差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)幾種。
4.容器中液體液面的高低叫液位;固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度叫料位;兩種密度不同的液體介質(zhì)的分界面叫界面。測量這三種工藝參數(shù)的儀表分別稱為液位計(jì)、料位計(jì)、界面計(jì),統(tǒng)稱物位檢測儀表。
5.常用的可燃和有害氣體報(bào)警儀的工作原理主要有接觸燃燒式、紅外式、半導(dǎo)體氣敏元件式和電化學(xué)式等。