《仪表安全技术培训》PPT课件

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4.2 催化燃烧传感器的工作原理
☆原理：利用可燃气体在传感元件表面的 无焰燃烧所产生的热量，由测温元件测定 其产生的热量，从而间接的测定可燃气体 的含量。 ☆结构形式：
金属丝催化元件 载体催化元件
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1：Pt丝
2、3：. 接线柱
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4：元件架
1：Pt丝
2、3：接线柱
4：元件架
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4.4 催化燃烧传感器的缺点
• 工作温度较高，一般表面温度在300～ 400℃之间，内部温度可达到700～ 800℃；
• 易中毒； • 易受高浓度可燃气体的破坏。
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4.5 催化燃烧传感器的中毒性
Pt丝等金属的催化活性由于受S、P、 Pb、Sb、Si、Cl等的作用，因而逐步降 低催化的性质，称为催化元件的中毒性。
反之，亦言。
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4、可燃气体检测报警器的用途、 原理、结构
4.1 用途
用于检测空气中存在的可燃气体的 含C3量H5，OH如、空C气3H中50的、H汽2、油C等H可4、燃C气2H体4、。 仪器采用可燃气体的爆炸下限（%LEL） 或可燃气体百分浓度为刻度单位。适合 于非矿业作业环境空气中可燃气体爆炸 下限以内浓度的测定和报警。
5%（LEL）
15%（VEL）
0
→ 浓度
爆炸区域
低于5%（100%LEL）不会爆炸 5%～15%发生爆炸 高于15%（100%VEL）不会爆炸
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3.4 体积比V%与%LEL的换算
如：甲烷（CH4）在空气中的爆炸下限为： 5% 对应%LEL为100%LEL；
则： 10%LEL →0.5% 40%LEL →2.0% 60%LEL →3.0%
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4.6 仪器的结构
主要有电源、检测系统、放大电路、 报警系统、显示器、气路等组成。
→ 报警
→ 气路 → 检测器 → 放大电路 → 显示
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5、仪器的检定
5.1 检定依据
属于国家强制检定的计量器具
JJG693---1990《可燃气体检测报警器检定 规程》
JJG 940—1998《催化燃烧型氢气检测仪检 定规程》
b:由Pt决定的常数;
K=a·b·Q/c
△R =K·m
即：在爆炸下限以内铂丝的电阻变化正比 于可燃气体的浓度变. 化。（理论依据） 17
4.3 催化燃烧传感器的特点
ⅰ、对于可燃气体爆炸下限以内浓度 的气体含量，其输出信号成正比；
ⅱ、就本质而言，对不可燃气体没有 反应，只对可燃气体有反应
ⅲ、不受水蒸汽的影响。
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5.3.1、外 观
• 外观良好，结构完整； • 附件齐全； • 仪器联接可靠，各旋钮应能正常调节； • 防爆符合GB3836.1～ 4的通用要求。
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5.3.2、校 准
• 零点校准。用清洁空气 调准零点
• 仪器校准。60%LEL调至 值
标准示
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5.3.3 基本误差的检定
• 标准气体的浓度值选10%、40%、60% LEL3点，连续测量3次。取各点的算术平均 值。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
☆测量电路
由检测元件D（C为补偿元件）
与固定电阻R1、R2组成检
测桥路。检测元件Pt铂丝为
载体催化元件。通电后，铂
丝温度上升至工作温度。当
空气中无可燃气体时，桥路
输出为零；当空气中含有可
燃气体时，由于催化作用而
产生无焰燃烧，检测元件温
度升高，铂丝电阻增大，桥
路失去平衡从而有一电压信
号输出。此电压信号的大小
电化学型（O2、毒气） 红外线吸收型（CO2、 CH4）
※大多数可燃气体，采用催化燃烧型仪器
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●按使用方式分
便携式 移动式 固定式
●按取样方式分
扩散式
吸入式 泵吸式 手动式
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3、有关气相爆炸的几个概念
3.1 关于爆炸
是一个极短时间完成的化学反 应，同时产生大量的热，生成很多 气体，形成很高的温度和压力，因 而具有很强的破坏力。
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★爆炸下限 (lower explosive limit ）
LEL：在空气中的可燃气体或蒸汽的 体积比低于LEL，将不会形成爆炸气
体环境。
★爆炸上限 (upper explosive limit ）
VEL：在空气中的可燃气体或蒸汽的 体积高低于VEL，将不会形成爆炸气
体环境。
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如：甲烷（CH4）在空气中的爆炸下限 （LEL）为5%，爆炸上限（VEL）为15%。
安全仪表技术培训
2011/12/15
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1、安全仪表的定义
安全仪表是指为保障安全生产， 防止火灾爆炸性事故及人身中毒、窒 息伤亡事故所使用的仪表。主要有
可燃气体检测报警器;
有毒有害气体检测报警器;
氧含量检测报警器;
火灾报警. 器等。
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2、安全仪表的分类
●按传感器的检测原理分
催化燃烧型
半导体型
热导型
暂时中毒：可恢复 （ S、P 、 Cl等）
永久性中毒：不可恢复（ Sb、 Pb等）
防止中毒：
❖可加吸收剂，吸收硫化物等。
❖采用半导体式传感器。
❖采用抗毒性载体催化元件。
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• 传感元件是仪器的心脏，对仪器的灵敏度 高低、重复性、线性、使用寿命等具有决 定作用。由于工艺不同，价格几十元至几 千元不等。
与可燃气体的浓度成正比。
经放大后通过指针或数字显
示可燃气体浓度。
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用公式表示为：
△R=a·△T=a·△H/c=a·b·m·Q/c=K·m
其中：△R ：Pt电阻的变化;
a: Pt丝的温度系数;
△T:气体燃烧引起的温度变化;
△H:气体燃烧的发热量;
c: Pt丝的热容量;
m:可燃气体的浓度;
Q:气体的燃烧热;
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3.2 气相爆炸的条件（点火三要素）
➢具有适量的可燃气体的浓度 ➢具有相当温度的热源 ➢具有一定的点火时间 三者是点火的必要条件，缺一不可。
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3.3
爆炸极念限
的概
当可燃气体、可燃性蒸汽和可 燃性粉尘与空气（氧气）混合并达到 一定浓度时，遇火源就会发生爆炸。 遇火源能发生爆炸的浓度范围，称为 爆炸浓度极限。简称爆炸极限。是评 价可燃气体爆炸危险程度的依据。
JJG678----1996《催化燃烧型甲烷检测仪检 定规程》
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5.2 检定使用的标准气体
• 异丁烷（i-C4H10/Air),具有标准物质证书 的标准物质。
• 不确定度：2% 用于准确度5%的仪器
• 不确定度：3% 用于准确度10%的仪器
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5.3 检定的项目和方法
1.外观 2.基本误差的检定 3.精密度的检定 4.响应时间的检定 5.报警误差的检定 6.零点漂移 7.跨度漂移