受限空间气体检测方法研究

＊陈 曦

（沈阳计量测试院 辽宁 110179）

引言

受限空间也就是密闭空间，即封闭或是部分封闭的状态，并且与外界相对隔离，其出入口比较狭窄。若作业人员长时间在这种环境中工作，往往会由于受限空间内作业环境较为复杂、空间狭小而导致自然通风不良，极易产生有毒有害气体，并积累更多的易燃易爆物等，氧含量会不断减少，这就极易引发中毒、窒息等事故。一旦发生安全事故时，若救援人员冒然进入到受限空间，不仅会危及到其生命安全，还会造成更大的损失。基于此，企业必须做好受限空间气体的检测工作，以便采取科学有效的措施应对安全情况，尽最大可能避免伤亡的进一步扩大。

1.受限空间气体检测方法

(1)氧含量测定

对于受限空间而言，只有确保其氧含量在19.5%至23.5%之间，不可过高也不可过低，这样才能够确保作业人员不会受到伤害。因为受限空间环境较为特殊，通过选用泵吸式的气体检测设备来对受限空间内的氧含量进行检测。以加拿大某公司的气体检测仪为例，这一气体检测仪中以电化学单元类型作为传感器，这属于一种毛细管控制的浓度传感器，其中涉及到阴极与阳极，前者是涂油活性催化剂的一片聚四氟乙烯，后者是一个铅块。该传感器的顶部有一个毛细微孔，便于氧气通过并到达工作电极，氧气的浓度与输出的电压信号成正比关系，通过相应处理后，送入分析仪处理器，这样就能够转变成相应的浓度值，并且数值能够显示在液晶屏上。

在使用气体检测仪的过程中，相关人员必须定期校准这一仪器，并且只可以在空气中氧含量是20.9%的无有害气体的安全环境中对其进行校准，从而有效保障氧含量测定的准确性。在这一过程中，必须注意充电过程或是完成充电后均不能马上校准检测仪，不然会影响到仪器分析结构的精确性和使用年限。

(2)挥发性有机气体测定

绝大部分受限空间往往都会含有挥发性有机气体，该气体既具有可燃性，还具有毒害性，故而在受限空间作业前，相关人员需要做好通风置换等工作，然而即使做好这项工作，也不能彻底消除受限空间作业环境中残留的少量挥发性有机气体。基于此，企业可选择V0C气体分析仪来对受限空间内残留的少量挥发性有机气体进行检测。例如，针对美国华瑞RAE PGM-6280复合气体检测仪的应用，该仪器中V0C采用光离子气体传感器作为传感器，可借助离子灯产生的紫外光来照射或是轰击目标气体，当目标气体吸收了足够的紫外光能量后，就可以被电离，再借助对气体电离后出现的微小电流进行检测，最终获得目标气体的浓度。

通常光离子化气体传感器也能够对ppm级的有机气体进行检测，相较于红外传感器等大部分常用传感器，这一传感器的精度显然更高，且其体积小、灵敏度高，也就是插即用等，且电离后的气体分子在放电后会转变成原本的气体分子，且不会破坏原气体分子。对于V0C气体检测仪而言，主要是以异丁烯作为标准物质来进行检定，在不同的有机气体测定过程中，需要选择不一样的标准物质校准，只有这样才能够获得准确的分析结果。PID传感器无法对一氧化碳、甲烷、乙烷等气体进行测定，其中需要选择特定的电化学传感器来对一氧化碳进行测定，需用可燃气体分析仪或是便携式红外气体分析仪来对甲烷和乙烷进行测定。

(3)可燃气体测定

当在受限空间开展动火作业时，需要做好可燃气体检测工作，一般选用便携式可燃气检测仪，也就是测爆仪。现阶段测爆仪普遍将催化燃烧式作为传感器，其优势在于：使用期限较长、测量准确、响应时间比较短。工作原理则是：传感器表面上存在一层耐高温的催化剂，其表面能够对可燃性气体加以催化燃烧，燃烧出现的温度会在一定程度上改变传感器内的电阻值，随着电阻值的增加，将会导致可燃性气体浓度不断增加。因为催化燃烧式传感器属于广谱型，对很多气体均能够作出响应，且响应的灵敏度存在一定的差异。同时，可燃气的组成成分较为复杂，还存在比较多的碳分子量，故而选择以异丁烷为标准气来对相关检测仪器进行校检。在校验过程中，需在仪器设置一个爆炸下限浓度标定点，再通入适量体积浓度的异丁烷标气，以获得一个可靠的测量信号值，然后结合这一数值来对校正曲线进行制定，从而计算气体中可燃气的浓度，最后以异丁烷来表示浓度值。

除此之外，通过可燃气检测仪能够对爆炸下限进行测量，一般是对1种或是2种以上的可燃气体在相关仪器的响应值进行测量，且通过仪器换算后，可借助校正气体浓度值来呈现可燃气体浓度，通常可燃气检测仪对可燃气分析的浓度范围在0至100%LEL，也就是当基于异丁烷进行计算时，仪器对可燃气的检测浓度范围是0至1.8%（vol），如果大于这一范围，那么可燃气不能够以爆炸下限表示。

(4)有毒有害气体测定

受限空间作业环境中还极易存在一些有毒有害气体，例如，一氧化碳、氨气、氯气、光气、硫化氢等，这些气体具有较强的毒害性，相关检测设备一般配置了专门的传感器，借助对应的标准气体校准，能够得到精准的分析结构。因为有毒有害气体大多具有电化学活性，可以被电化学氧化或是还原，该反应产生的电流与出现反应的气体浓度存在一定的比例，故而可结合这一原理对相应电信号进行输出，从而对物质的浓度进行计算。结合电化学反应类型的差异，能够把这类传感器划分成多种类型的电化学传感器，具体包括：恒定电位电解型、浓差电池型、原电池型及极限电流型等。这类传感器主要是通过把恒定电位的工作电极安装到电解质内，促使工作电极中气体产生还原或是氧化反应来改变电极的电位，使得电流与气体浓度形成相应的比例，最终获得物质的浓度值。通常而言，一台便携式气体检测仪器会配以4至5个传感器，相同的气体可能会在多个传感器上发生响应，若检测环境中同时存在两种相互干扰的物质，就需要选择其他方法进行检测，以此来获得更加准确的结果。

除此之外，对于有毒有害气体的检测，还可以选择检测管比长法，该方法的测定原理是：线性比色法，也就是在此长管中放入所需检测的气体，使之与填充的特殊胶质发生化学反应，而产生变色柱，可结合变色柱的长度来对气体的浓度进行快速计算。对于这一检测方法的应用，必须选用符合《气体检测管装置》相关要求的气体检测管，还需确保其使用简单，然后将检测管两端密封口断开，采用已充分冲洗置换的注射器量来量取一定量的气体样品，使其从检测管的下端依据相关要求来均速定量通过管子，以变色柱末端对应检测管的刻度值来表示被测气体的浓度。

2.相关数据记录

针对受限空间气体检测所得到的数据，相关人员必须严格按照相关规范和要求，来对可燃气体、有毒气体的测定值进行认真填写，确保各数据单位的填写准确，有毒气体的单位是mg/m3，可燃气体的单位是LEL%，若被检测的气体不仅是可燃物质也是有毒物质时，其单位是mg/m3。在运用气体检测仪进行受限空间气体检测工作时，必须做好相应的校验工作，只有在仪器上采用合适的校准物质，才可以获得目标物的浓度。

对于V0C气体的检测，如果校准物质没有明确待测物质，那么仪器会默认是异丁烯，这就需要人为校正来获得检测结果。对于甲苯二异氰酸酯的检测，当仪器显示VOC浓度乘以校正系数1.4，则就是甲苯二异氰酸酯的实际浓度。由于各种气体检测仪器在运用过程中极易受到操作条件、作业环境等因素的影响，而在一定程度上降低仪器的灵敏度和校正系数的准确性，故而相关人员在使用这些仪器前，必须结合仪器所要测定物质的具体情况来对这一仪器进行定期校准，这样才能够确保获得准确的测定结果。

3.结语

综上所述，对于受限空间的气体检测，相关人员需要结合作业环境、所需测定气体的特征等，最终选择最为适宜的气体检测仪器，并结合使用情况定期采用标准物质来对检测仪器进行校准，以此来确保获得准确的分析结果，还需如实记录所获得的测定结果，以便后续制定相应的防护措施与安全管理办法，从而切实确保作业人员的人身及财产安全。