近幾年，我市在地下管線、有限和通風不良空間作業過程中，發生了多起急性中毒窒息死亡事故，給人民群眾生命財產造成嚴重損失。據統計，2006年至2008年，我市共發生有限空間急性中毒、窒息安全生產事故18起，死亡32人，受傷26人。特別是2008年就發生事故5起，死亡12人（占全年死亡人數的9.7%），受傷17人，其中，較大安全生產事故2起，死亡7人，受傷9人，事故總體呈上升趨勢。為切實加強有限空間作業安全生產管理，督促生產經營單位主體責任的落實，明確有限空間安全生產監督管理工作職責和范圍，填補監管空白，有效遏制此類事故的發生，北京市自2009年2月1日起試行的《北京市有限空間作業安全生產規范》中明確對有限空間進行分類及有限空間作業原則。為了快速有效驗證有限空間是否符合作業要求，應使用便攜式氣體檢測設備對有效空間進行檢測，只有檢測合格后，方可作業。

一、便攜式氣體檢測儀應具備的特點

由于便攜式儀器操作方便，體積小巧，可以攜帶至不同的生產部位，采用可充電電池可連續使用時間較長，可以連續、準確地再現顯示現場的有毒有害氣體的濃度。這類型儀器一般還配有振動警報附件（以避免在嘈雜環境中聽不到聲音報警），并安裝計算機芯片來顯示記錄數值：LEL（可燃氣體在空氣中的爆炸下限）、STEL（15分鐘短期暴露水平）和TWA（8小時統計權重平均值）為工人健康和安全提供具體的指導。按《北京市有限空間作業安全生產規范》之規定先檢測后作業的原則，要求便攜式氣體檢測儀還應具備在人員進入有限空間作業之前對該有限空間進行檢測，并且人員要在有限空間外進行檢測。此時，就必須選擇帶有內置采樣泵的多氣體檢測儀。中國供熱信息網了解到因為有限空間中不同部位（上、中、下）或通風后風循環路線部位與循環不良的各個角落的氣體分布和氣體種類有很大的不同。（標準狀況下，任何氣體的密度計算公式為：密度＝氣體的摩爾質量÷標準狀況下的氣體摩爾體積）比如：有些可燃氣體的密度較小，它們大部分分布于有限空間的上部；一氧化碳和空氣的比重相差不多，一般分布于有限空間的中部；硫化氫等較重氣體則存在于有限空間的下部。同時，氧氣濃度也是必須要檢測的種類之一。另外，要驗證有限空間內可能的有機物質的是否揮發和泄漏，一個可以檢測有機氣體的檢測儀也是需要的。

因此，一個完整的有限空間氣體檢測儀應當是一個具有內置泵吸功能，以便可以非接觸、分部位檢測；具有多氣體檢測功能，以檢測不同空間分布的危險氣體，包括無機氣體和有機氣體；具有氧檢測功能，防止缺氧或富氧；體積小巧，不影響工人工作，這是便攜式氣體檢測儀應具有的基本特點。

二、常用氣體檢測傳感器工作原理

首先介紹傳感器能感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。常有的便攜式氣體檢測儀多數采用電化學傳感器和紅外氣體傳感器。被測氣體通過兩類傳感器時產生的信號經放大、轉換后，由微處理器進行采集、計算、數據處理產生濃度結果數據，并對數據結果進行超限比較，當被測氣體的濃度超過儀器設定的報警限時，儀器產生聲光報警，并在顯示屏上顯示報警狀態、故障狀態、時間參數等數據信息，同時保存數據結果。

（1）電化學傳感器工作原理

電化學傳感器通過與被測氣體發生反應并產生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學傳感器由傳感電極（或工作電極）和反電極組成，并由一個薄電解層隔開。氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發生反應，然后是憎水屏障，最終到達電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發生反應，以形成充分的電信號，同時防止電解質漏出傳感器。穿過屏障擴散的氣體與傳感電極發生反應，這些反應由針對被測氣體而設計的電極材料進行催化。通過電極間連接的電阻器，與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極間流動。測量該電流即可確定氣體濃度。由于該過程中會產生電流，電化學傳感器又常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。

在實際中，由于電極表面連續發生電化學反應，傳感電極電勢并不能保持恒定，在經過一段較長時間后，它會導致傳感器性能退化。為減少退化改善傳感器性能，靠近工作電極放入參考電極。參考電極安裝在電解質中，與傳感電極鄰近。以恒定電勢作用于傳感電極。參考電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值，參考電極間沒有電流流動。這樣擴大了傳感器檢測濃度的范圍。

（2）紅外傳感器工作原理

大多數氣體分子的振動和轉動光譜都在紅外波段。當入射紅外輻射的頻率與分子的振動轉動特征頻率相同時，紅外輻射就會被氣體分子所吸收，氣體對紅外光的吸收作用遵循郎伯-比爾定律（是吸收光度法的基本定律，表示物質對某一單色光吸收的強弱與吸光物質濃度和厚度間的關系），吸收作用的大小與氣體的性質、光程、（光在介質中傳播的路程折合為光在真空中傳播的相應路程，在數值上，光程等于介質折射率乘以光在介質中傳播的路程。）及氣體濃度直接有關，不同的氣體分子有不同的紅外光吸收特定波長，氣體分子對紅外光有選擇性地吸收。中國供熱信息網了解到由于每種氣體對紅外光吸收有特定的頻率、波長，在對混合氣體檢測時各種氣體吸收自己對應頻率波長的光譜，它們是相互獨立，互不干擾的。一個完整的紅外傳感器一般由紅外光源、切光馬達切光片、分析氣室、精密濾光片、檢測元件及前置放大器等組成，利用這種氣體分子對紅外輻射吸收的原理而制成的紅外氣體分傳感器，具有測量精度高，速度快以及能連續測定等特點。

三、使用氣體檢測儀時需要注意的問題

（1）校準檢測和傳感器的壽命

有毒有害氣體檢測儀也同其它的分析檢測儀器一樣，都是用相對比較的方法進行測定的：先用一個零氣體和一個標準濃度的氣體對儀器進行標定，得到標準曲線儲存于儀器之中，測定時，儀器將待測氣體濃度產生的電信號同標準濃度的電信號進行比較，計算得到準確的氣體濃度值。因此，隨時對儀器進行校零，經常性對儀器進行校準是保證儀器測量準確的必不可少的工作。需要說明的是：目前很多氣體檢測儀都是可以更換檢測傳感器的，但是，這并不意味著一個檢測儀可以隨時配用不同的檢測儀探頭。不論何時，在更換探頭時除了需要一定的傳感器活化時間外，www.china-heating.com還必須對儀器進行重新校準。另外，建議在各類儀器在使用之前，對儀器用標氣進行響應檢測，以保證儀器真正起到保護的作用。各類氣體傳感器都具有一定的使用年限，即壽命。一般來講，在便攜式儀器中，LEL傳感器的壽命較長，一般可以使用三年左右；紅外傳感器檢測儀的壽命為四年或更長一些；電化學特定氣體傳感器的壽命相對短一些，一般在一年到兩年。電化學傳感器的壽命取決于其中電解液的干涸，所以假如長時間不用，將其密封放在較低溫度的環境中可以延長一定的使用壽命。電化學式的傳感器的壽命通常為二年。因為它是內部的化學物質在時刻地發生化學反應，所以二年以后，當這些物質反應結束，電化學傳感器的壽命也就到了。另外，電化學傳感器的壽命也會受到現場氣體濃度的影響。例如，現場通常是有被測氣體濃度存在的，只是沒有到達報警點，在這種工況下，該電化學傳感器的壽命就會相應縮短一些。反之，傳感器的壽命就會有二年的保證。固定式儀器由于體積相對較大，傳感器的壽命也較長一些。因此，要隨時對傳感器進行檢測，盡可能在傳感器的有效期內使用，一旦失效，及時更換。

（2）檢測空間的氣體濃度和儀器測量范圍

各類有毒有害氣體檢測器都有其固定的檢測范圍。只有在其測定范圍內完成測量，才能保證儀器準確地進行測定。而長時間超出測定范圍進行測量，就可能對傳感器造成永久性的破壞。假如不慎在超過測量范圍很多倍的環境中使用，就有可能徹底燒毀傳感器（多數為電化學傳感器）。因為有毒氣體檢測器，長時間工作在較高濃度下使用也會造成損壞。所以，儀器在使用時假如發出超限信號，要立即關閉測量電路，以保證傳感器的安全。

（3）儀器的選型和保存

確認所要檢測氣體種類和濃度范圍，每一個生產部門所需檢測的氣體種類都是不同的。在選擇氣體檢測儀時就要考慮到所有可能發生的情況。假如甲烷和其它毒性較小的烷烴類居多，選擇LEL檢測儀無疑是最為合適的。中國供熱信息網了解到，這不僅是因為LEL檢測儀原理簡單，應用廣泛，同時它還具有維修、校準方便的特點。假如存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體，就要優先選擇一個特定氣體檢測儀才能保證工人的安全。絕對不要使用LEL檢測器應付，因為這可能會導致人員傷亡。假如氣體種類覆蓋了以上幾類氣體，選擇一個復合式氣體檢測儀可能會達到事半功倍的效果。儀器在非工作保存時應盡量隔絕空氣密封、陰涼保存，延長傳感器的壽命，降低使用儀器成本。

四、結束語

在選擇便攜式氣體檢測儀之前應對工人進行工作的城市供熱管網管道內有限空間氣體進行全面分析，掌握有限空間氣體成分。依據有限空間氣體成分，選擇相應的便攜式氣體檢測儀，做到不漏檢，同時不要多檢。不漏檢是為了保障有限空間作業人員的安全，不多檢可以降低成本。在使用過程中要普及氣體檢測儀的相關常識，做到正確使用正確保管。