揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)往往是液體，在室溫下很容易釋放出蒸汽，如溶劑和燃料。在高濃度下，這些蒸氣會(huì)發(fā)生爆炸。在極低濃度下，他們可能有毒。雖然有時(shí)候，接觸這些化合物的影響可以立刻顯現(xiàn)，但是通?？赡軒讉€(gè)月都不會(huì)有任何明顯癥狀，而是此后幾年才會(huì)顯現(xiàn)。這種慢性病可能由長(zhǎng)期大量接觸低濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)造成。隨著人們對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的慢性毒性的逐步認(rèn)識(shí)，職業(yè)接觸限值(OEL)得以降低，同時(shí)也增加了對(duì)直接測(cè)量的需求。
常見的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)接觸形式為蒸汽吸入。防范蒸汽吸入的方法是使用便攜式氣體檢測(cè)儀，并正確佩戴。例如合理地靠近呼吸區(qū)，但卻不直接與檢測(cè)器接觸。通過(guò)這樣的方式，檢測(cè)器與其佩戴者所接觸相同級(jí)別的有毒氣體，因此可以適當(dāng)?shù)鼐九宕髡?。至關(guān)重要的是，能夠避免長(zhǎng)期、低濃度接觸揮發(fā)性有機(jī)化合物引發(fā)慢性病。
大量不同的有毒、易爆氣體可能存在于某些工作環(huán)境中。因此，常用的辦法就是使用可以同時(shí)裝配多個(gè)傳感器的氣體檢測(cè)儀，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)可能造成威脅的不同氣體危害。不同傳感器提供的信息有助于分析復(fù)雜混合氣體。
便攜式氣體檢測(cè)儀的正確使用非常重要。某些特殊的有毒氣體可以用特定的傳感器來(lái)檢測(cè)。在接觸該特定氣體的環(huán)境內(nèi)使用這些特定的傳感器是可行的。典型的例子包括碳酸飲料行業(yè)中使用的二氧化碳；鋼鐵行業(yè)使用的硫化氫；以及水處理領(lǐng)域中使用的臭氧和氯氣。針對(duì)上面提到的每一種氣體，都有可用的傳感器，這些傳感器通?；陔娀瘜W(xué)技術(shù)。然而，卻沒有甄別多種VOC氣體的特定傳感器。在這種情況下，必須依靠不同的技術(shù)。
針對(duì)VOC的特定檢測(cè)器
幾種可以檢測(cè)VOC氣體的技術(shù)
這些技術(shù)包括: 比色氣體檢測(cè)管；被動(dòng)式(擴(kuò)散式)劑量計(jì)；吸附管取樣系統(tǒng)；可燃性氣體傳感器 (也稱之為催化燃燒式傳感器或惠斯通電橋)；光離子化檢測(cè)(PID)；火焰電離檢測(cè)(FID)和紅外分光光度法。這些技術(shù)都非常有用，甚至在某些監(jiān)測(cè)應(yīng)用中是必需的。
然而，受成本和體積限制，談及個(gè)人檢測(cè)設(shè)備時(shí)，只有可燃性氣體傳感器或者基于PID的傳感器才被常用。這兩種技術(shù)并不是針對(duì)某一種氣體，因此不能用于從一種 VOC/易燃?xì)怏w中區(qū)分出另一種。
催化燃燒傳感器（可燃性氣體傳感器）
催化燃燒傳感器實(shí)際上是利用氣體的燃燒來(lái)檢測(cè)氣體3。雖然利用燃燒檢測(cè)可燃?xì)怏w可能聽起來(lái)并不明智，可燃性氣體傳感器的設(shè)計(jì)卻可確保其**。催化燃燒傳感器基于惠斯頓電橋工作原理，在電橋結(jié)構(gòu)中設(shè)置兩個(gè)包有鉑線圈的磁珠。其中一個(gè)磁珠（反應(yīng)磁珠）接收催化反應(yīng)，由此降低了周圍氣體燃點(diǎn)。燃燒過(guò)程使這個(gè)磁珠溫度升高，與參考磁珠產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致電路電阻值不同。通過(guò)電阻值變化直接與氣體濃度成正比，由此可以得到氣體爆炸下限百分比（%LEL）。
熱磁珠和電氣電路安裝于催化燃燒傳感器的內(nèi)部，但氣體必須通過(guò)傳感器才能被檢測(cè)到。因此，傳感器外殼，包括一個(gè)燒結(jié)金屬阻火器(或過(guò)濾片/燒結(jié)片)，氣體通過(guò)該過(guò)濾片。受限于傳感器外殼，可能會(huì)發(fā)生可控的燃燒，燒結(jié)片將其與外界環(huán)境隔離。
雖然這種傳感器可適用于多種可燃?xì)怏w，但是如果檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)時(shí)，其卻有著明顯的缺點(diǎn)。
? 催化燃燒傳感器只能在一定百分比范圍內(nèi)檢測(cè)(百分量)。
該傳感器適用于檢測(cè)燃燒風(fēng)險(xiǎn)，但是很多揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)也會(huì)構(gòu)成毒性威脅。因此，傳感器的靈敏度通常需要達(dá)到百萬(wàn)分比(ppm)。
? 很多揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)均是烴分子，不能輕易通過(guò)催化燃燒傳感器燒結(jié)片進(jìn)行擴(kuò)散。這意味著其靈敏度進(jìn)一步降低。
? 催化燃燒傳感器容易被很多化學(xué)物質(zhì)腐蝕而中毒，這是很多行業(yè)領(lǐng)域都會(huì)涉及到的3。對(duì)于含硅酮、鉛、硫和磷酸鹽的化合物，雖然其含量可能只有幾個(gè)ppm，但也可使傳感器中毒，導(dǎo)致其部分或完全喪失靈敏度。
基于光離子的檢測(cè)（PID檢測(cè)）
光離子檢測(cè)技術(shù)被**為監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)化合物有毒水平的技術(shù)。傳感器包括一盞光離子化燈，該燈安裝于高能紫外線（UV）光源內(nèi)(圖4)。該燈(包括一個(gè)密封的硼硅酸鹽玻璃體）內(nèi)包惰性氣體，常用的是氪和電極。UV光的能量激發(fā)中立帶電的VOC分子，因此去除一個(gè)電子。
去除一個(gè)帶負(fù)電的電子，則現(xiàn)在VOC分子具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的正電荷。帶正電荷的分子和帶負(fù)電荷的電極吸引相反電荷的電子，產(chǎn)生了電流。電流的量級(jí)與氣體濃度成正比，并轉(zhuǎn)換為 ppm 示值讀數(shù)，可在檢測(cè)儀器上顯示。
從VOC分子中去除一個(gè)電子所需的能量被稱為電離電勢(shì)(IP)。分子越大，或分子中含有更多雙鍵或三鍵，則IP越低。因此，一般來(lái)說(shuō)，分子越大，就越容易被檢測(cè)出。并且，該技術(shù)不需要使用可能會(huì)阻止氣體進(jìn)入傳感器的燒結(jié)片。同時(shí)，也不易被其他常見的化合物削弱其功能而導(dǎo)致中毒。
PID 靈敏度非常高，可以檢測(cè)到很多不同種類的揮發(fā)性有機(jī)化合物。響應(yīng)幅值與氣體的濃度成正比。然而，一種 50ppm 的氣體顯現(xiàn)出的讀數(shù)與另一種 50ppm 的不同氣體不同。為了應(yīng)對(duì)該情況，檢測(cè)器通常需要異丁烯校準(zhǔn)，然后采用校正因子獲得其他氣體的準(zhǔn)確讀數(shù)。不同的氣體都有不同的校正因子。因此，必須知道對(duì)應(yīng)氣體的正確校正因子。此外，校正因子由傳感器制造商特別提供。
對(duì)于有爆炸可能的氣體，必須達(dá)到一定的環(huán)境濃度，即爆炸下限 (LEL)才有可能爆炸。檢測(cè)器設(shè)定的報(bào)警限值不高于爆炸下限5的10%，甚至更低，根據(jù)情況需要。甚至爆炸下限的 5% 往往也高于防御毒性的法定職業(yè)接觸水平。
根據(jù) IEC60079-20-1:20126，該表格對(duì)8小時(shí)時(shí)間加權(quán)平均濃度(TWA)與爆炸下限的5%做比較。我們采用EH40/2005英國(guó)工作場(chǎng)所接觸限值7中所載的接觸限值。
因此，對(duì)于很多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，催化燃燒傳感器和光離子化傳感器（PID）一直被視為互為補(bǔ)充的檢測(cè)技術(shù)，而不是互相競(jìng)爭(zhēng)。催化燃燒傳感器善于監(jiān)測(cè)PID無(wú)法探測(cè)到的甲烷、丙烷和其他常見的可燃?xì)怏w。另一方面，PID 可以檢測(cè)到催化燃燒傳感器無(wú)法檢測(cè)出的大分子VOC和烴類，當(dāng)然需達(dá)到對(duì)有毒濃度警報(bào)的百萬(wàn)分率范圍內(nèi)。因此，在許多環(huán)境中檢測(cè)氣體的方法就是安裝配備這兩種技術(shù)的傳感器儀器。
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