1 概況
檢測管在世界上一些發達的工業國家使用的相當普遍,從品種和數量上規模都很大,並(bìng)且有許多有影響的專業生産廠。其中西德德爾格公司和奧格爾公司的産品共有180多種,日本kitagawa,gastec氣體技術株式會社産品有200多種,美國MSA公司的産品也有210種。我國煤炭行業從50年代開始引進檢測管技術,到60年代末期一些大專院校和科研機構部門開始正式生産檢測管,随著(zhe)煤炭科技進步的發展,制定瞭相關的國家、行業标準。到目前爲止,氣體檢測管已經形成瞭大規模生産,得到瞭廣泛的使用。現在生産檢測管的廠家有30多家,生産品種有近30種,僅在煤礦行業内年銷售量就達500萬隻以上,對煤礦井下環境安全和礦工衛生保護事業起到瞭重要作用。其它行業如石油化工、天然氣、冶金冶煉等使用也逐年擴大。據我們調研,在環境保護組織和勞動安全行業已經制訂瞭檢測管使用的相應法律法規措施,氣體檢測管成爲一種*的環境監測的安全工具。
2 适用範圍、特點及其品種
2.1适用範圍
在煤礦和石油化工行業,大多存在可燃性易爆氣體、有毒氣體及窒息性氣體,使用檢測管可以快速準確地檢測空氣中有毒有害氣體。氣體檢測管廣泛用於生産設備動火前和進入密閉設備前的安全分析;用於檢查生産設備管道洩漏情況;用於大氣、水質等環境監測和工業設備廢水污染監測;用於各種地質勘探和礦山開採中地下溢出的氣體和污染分析;也可在汽車尾氣排放、賓館、飯店的作業環境衛生監測中使用。
2.2特點
測(cè)量氣體的檢測(cè)管實際是将化學分析方法儀器化,是一種定量、定性、定值的檢測(cè)方式,具有化學分析和儀器分析的雙重優點(diǎn)。
(1)操作簡便。使用時僅有採(cǎi)樣和測試結果顯示兩步,而這兩步又近乎是同時進行的,爲專業檢驗人員提供瞭(le)極大方便,隻要操作人員按照使用說明書操作方法進行測試就可以應用。
(2)分析速度快。由於(yú)操作方便,使得每一次分析所需時間大爲縮短,一般僅需幾(jǐ)十秒至幾(jǐ)分鍾即可得知結果,其分析速度是任何化學分析和儀器方法不能比拟的。
(3)測量精度高。在檢測管含量标度的確(què)定上模拟瞭(le)現場分析條件,採用不同标準氣标定,克服瞭(le)化學分析中易帶入的方法誤差。同時減少瞭(le)人爲誤差。該方法準確(què)度誤差一般有效量程爲15%~25%,PPM(10-6)數量級的測量有優勢。
(4)适應性好。檢測(cè)管現有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種,從零點到幾個PPM(10-6)到百分之幾十,适用範圍很大,爲分析工作提供瞭(le)很大方便。
(5)使用安全。使用時手動操作,無需要電(diàn)源、熱源,在有易燃易爆氣體存在的場(chǎng)所能安全使用。
(6)價格低廉、攜帶方便。該産品雖然是一次性使用,但與其它化學和儀器方法測(cè)量的總價格比起來,還是便宜,而且又不需要維護修理,則更顯得低廉。檢測(cè)管體積小,重量輕,便於(yú)操作人員在各種環境下使用。
(7)識别性強。可以測(cè)定各種有害氣體,並(bìng)可實現在一定程度上的選擇性識别。
2.3檢測管的品種
按檢測方法分,有比長、比色、比容式檢測管。比長式檢測管。一定體積的樣品通過檢測管使指示粉産生變色,根據變色長度來確(què)定被測氣體的單位體積含量,這類檢測管靈敏度、準確(què)度zui高,應用。比色式檢測管。通過一定體積的樣品,根據指示粉産生的變色強弱度來確(què)定被測氣體的單位體積含量。比容式檢測管(又稱柱狀檢測管)。通過一定體積的樣品,根據指示粉産生的一定顔色或變色長度所需採(cǎi)樣體積來確(què)定被測氣體單位體積含量,比容式檢測管目前國内僅有河南省鶴壁市氣體檢測管廠一家生産。
按測定時間分,檢測管有用於(yú)測定被測氣體物質的瞬時濃度變(biàn)化,可在幾分鍾内完成測定的短時間檢測管和用於(yú)測定時間加權平均濃度,通過環境空氣中自然擴散使檢驗管在幾小時内發生變(biàn)化來完成測定的長時間檢測管。
3 檢測管的使用
3.1工作原理
各種氣體檢測管是在一個固定有限長度内徑的玻璃管内,裝填一定量的檢測劑(即指示粉),用塞料加以固定,再将玻璃管的兩端密封加工而成。檢測劑是将某些能與待測物質發生化學反應並可以改變顔色的化學試劑吸附在固體載體顆粒表面上的一種物質,化學試劑的選擇和它在載體上的化學濃度比決定瞭檢測管的物質成分和量程範圍。
檢測管的心髒是裝在玻璃管中的指示粉。檢測空氣中的有害氣體,就是根據通過該管的被測樣品與管内指示粉進行反應時,釋出有色反應物,形成“著(zhe)色層“而進行的。指示粉一般由載體和化學試劑組成。把化學試劑塗覆在載體的表面上,讓盡可能少的試劑形成zui大可能接觸的面積,以便得到具有很大通過表面能力的指示粉。應當選擇那些在迅速與待測氣體起化學作用時,能生成明顯顔色的反應産物薄膜,並(bìng)使原來的指示粉改變顔色的試劑。
(4)檢測管的檢測是一種線性的比色方法,除嚴格控制制管技術(包括管徑、管長和适合密度等)外,還要求指示粉與待測氣體進行反應要快,靈敏度要高,顔色變(biàn)化要明顯,並(bìng)且反應物不能是揮發性的,重現性要好,長期保存(有效期内)性能不變(biàn)。
3.2檢測管的使用
使用時将管子兩端割斷(注意使用需按箭頭方向),讓含有被測(cè)物質的氣體勻速地定量地通過管子,被測(cè)物質和檢測(cè)劑發生化學反應,部分檢測(cè)劑因化學反應被染色,其染色長度與被測(cè)物質濃度成正比,從檢測(cè)管上已印制好的刻度即可得知被測(cè)氣體的濃度。檢測(cè)管溫度和進樣速度,對其準確(què)度的影響實測(cè)數據見表1、表2。
表1溫度對檢測管準確度的影響
産品名稱 | 測試項目 | 0℃ | 15℃ | 25℃ | 35℃ | 45℃ |
一氧化碳檢測管 | 準確度(相對誤差/%) | -26.8 | -14.9 | -3.7 | 17.2 | 39.9 |
二氧化碳檢測管 | 準確度(相對誤差/%) | -10.6 | -4.2 | -1.4 | 7.6 | 26.7 |
表2 進樣速度的檢測管準確度的影響
産品名稱 | 測試項目 | 5s | 50s | 100s | 150s | 200s |
一氧化碳檢測管 | 準確度(相對誤差/%) | -36.9 | -14.0 | 0.5 | 10.7 | -39.8 |
二氧化碳檢測管 | 準確度(相對誤差/%) | -20.7 | -16.4 | -9.1 | 19.6 | -20.3 |
溫度是主要因素之一,它可能影響載體吸附能力,變(biàn)色反應速度和氣密度三個方面,标準規定各種檢測(cè)管在15℃~35℃常溫中工作,超出範圍需要進行修正誤差,需要企業自定溫度校正表或校正曲線。
濕度影響可以忽略不計。進樣速度要求非常嚴格,速度的快與慢對檢測(cè)管的變(biàn)色程度和變(biàn)色長短影響特别大,一般标準規定進樣速度誤差不允許超過額定速度的±10%。
目前,我國檢測管的制作和檢驗技術有很大的發展,但是從外觀上看,玻璃管的均勻度和刻度印刷遠遠比不上進口産品,在消除幹擾、提高清晰度、準確(què)度、精密度等方面也有差距。國外檢測管生産企業大部分瞭(le)實現自動化裝藥、封管、刻度印刷,我國檢測管生産上還要下大力氣縮小與國外的差距,提高制作水平,爲煤礦安全做出