第四章 環(huán)境與災(zāi)害檢測

1、第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 第4章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.1 可燃性氣可燃性氣體體和有毒氣體的檢測和有毒氣體的檢測 4.2 粉粉塵檢測塵檢測 4.3 噪噪聲及其檢測聲及其檢測 4.4 泄泄漏檢測漏檢測 4.5 火災(zāi)參數(shù)檢測與自動報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)參數(shù)檢測與自動報(bào)警系統(tǒng) 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.1可燃性氣體和有毒氣體的檢測可燃性氣體和有毒氣體的檢測( (檢測原理、危險(xiǎn)性判別、檢測原理、危險(xiǎn)性判別、檢測原理標(biāo)準(zhǔn)檢測原理標(biāo)準(zhǔn)） 4 4.1.1.1.1可燃性氣體和有毒氣體的性質(zhì)可燃性氣體和有毒氣體的性質(zhì)1.1.可燃性氣體可燃性氣體可燃性氣體的涉及面十分廣泛，凡在空氣中可以燃燒的氣體都屬于可燃性氣體，如日

2、常生活中的城市煤氣、液化石油氣、工業(yè)原料氣（乙烯、丙烷）、煤礦中的甲烷等。在石油化工生產(chǎn)中，有關(guān)規(guī)則規(guī)定：表41所示氣體中的32種氣體以及爆炸下限含量在10%以下，或爆炸上限與爆炸下限含量差大于20%的氣體稱為可燃性氣體。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 表表4-1常見的可燃性氣體和有毒氣體常見的可燃性氣體和有毒氣體 歸屬 爆炸極限/% 允許濃度 序號 可燃 有害 物質(zhì)名稱 化學(xué)式 LEL UEL 10-6 mg/m3 1 ? 乙炔 HC?CH .5 100 2 ? 乙醛 CH3CHO 4.0 60 3 ? 乙烷 C2H6 3.0 12.4 4 ? 乙胺 C2H5NH2 3.5 13.95 5 ? 乙

3、苯 C6H5C2H5 1.0 6.7 6 ? 乙烯 CH2CH2 2.7 36 7 ? 氯乙烷 C2H5Cl 3.8 15.4 8 ? 氯乙烯 CH2CHCl 3.6 33 9 ? 環(huán)氧丙烷 CH2CHCH2O 2.1 21.5 10 ? 環(huán)丙烷 2.4 10.4 11 ? 二甲胺 （CH3）2NH 2.8 14.4 12 ? 氫 H2 4.0 75 13 ? 丁二烯 CH2CHCHCH2 2.0 12 14 ? 丁烷 CH3（CH2）2CH3 1.8 8.4 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 表表4-1常見的可燃性氣體和有毒氣體常見的可燃性氣體和有毒氣體 15 ? 丁烯 C4H8 9.7 16 ?

4、丙烷 CH3CH2CH3 2.1 9.5 17 ? 丙烯 CH3CHCH2 2.4 11 18 ? 甲烷 CH4 5.0 15.0 19 ? 二甲醚 CH3OCH3 3.4 27 20 ? ? 丙烯腈 CH2CHCN 3.0 17.0 20 2 21 ? ? 一氧化碳 CO 12.5 74 50 30 22 ? ? 丙烯醛 CH2CHCHO 2.8 31 0.1 0.3 23 ? ? 氨 NH3 15 28 25 30 24 ? ? 一氯甲烷 CH3Cl 7 17.4 100 25 ? ? 氧乙烯 （CH2）2O 3 100 50 26 ? ? 氰化氫 HCN 6 41 10 0.3 第5章環(huán)

5、境與災(zāi)害參數(shù)檢測 表表4-1常見的可燃性氣體和有毒氣體常見的可燃性氣體和有毒氣體 27 ? ? 三甲基胺 （CH3）3N 2.0 12 10 28 ? ? 二硫化碳 CS2 1.3 50 10 10 29 ? ? 溴甲烷 CH3r 10 15 15 1 30 ? ? 苯 C6H6 1.3 7.9 10 40 31 ? ? 甲胺 CH3NH2 4.9 20.7 10 5 32 ? ? 硫化氫 H2S 4 4.4 10 10 33 ? 二氧化硫 SO2 5 15 34 ? 氯 Cl2 1 1 35 ? 二乙胺 （C2H5）2NH 1.8 10 25 36 ? 氟 2 1 1 37 ? 光氣 COC

6、l2 0.1 0.5 38 ? 氯丁二烯 C4H5Cl 4.0 20 25 2 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 對生產(chǎn)環(huán)境常見的可燃性氣體進(jìn)行安全監(jiān)測時，以可燃性氣體濃度為檢測對象，以可燃性氣體的爆炸極限為標(biāo)準(zhǔn)來確定測量與報(bào)警指標(biāo)?？扇夹詺怏w或蒸汽與空氣的混合物能使火焰蔓延或爆炸的可燃性氣體或蒸汽的最低濃度，稱為該氣體或蒸汽的爆炸下限。同理，能使火焰蔓延的最高濃度稱為該氣體或蒸汽的爆炸上限。爆炸極限濃度通常用可燃性氣體的體積分?jǐn)?shù)表示，爆炸下限用LEL表示；爆炸上限用UEL表示。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 鏈烷烴類的爆炸下限可用下式估算： LEL0.55C0 （4-1） 式中，C0為可燃性氣體完全燃燒時

7、的化學(xué)計(jì)量濃度。混合可燃?xì)怏w爆炸下限可根據(jù)各組分已知的爆炸下限求出，見下式： nn2211LELC.LELCLELC100LEL混（4-2） 式中，LEL混為混合物爆炸下限；C1 Cn為各組分在總體積中所占的體積分?jǐn)?shù)，且C1+C2+Cn=100；LEL1 LELn為各組分爆炸下限。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 可燃?xì)怏w乙炔乙炔一氧化碳一氧化碳第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 可燃?xì)怏w北極冰湖冒出甲烷氣泡遇火即燃第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.2.有毒氣體有毒氣體在工業(yè)生產(chǎn)過程中使用或產(chǎn)生的對人體有害，能引起慢性或急性中毒的氣體或蒸汽稱為有毒氣體。我國工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中列有有毒物質(zhì)共計(jì)111種，其中絕大

8、部分為氣體或蒸汽。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 在工業(yè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行有毒氣體監(jiān)測時，是以有毒氣體濃度為檢測對象，并以有毒氣體的最高允許濃度為標(biāo)準(zhǔn)確定監(jiān)測與報(bào)警指標(biāo)的。所謂最高允許濃度，是指人員工作地點(diǎn)空氣中的有害物質(zhì)在長期分次有代表性的采樣測定中均不應(yīng)超過的濃度值，以確?，F(xiàn)場工作人員在經(jīng)常性的生產(chǎn)勞動中不致發(fā)生急性和慢性職業(yè)危害。我國采用最高允許濃度作為衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。除最高允許濃度（MAC）外，有毒氣體還有以TLV作為衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的。在此濃度下，幾乎全體現(xiàn)場工作人員每日重復(fù)接觸不會產(chǎn)生有害影響。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 有毒氣體的濃度單位一般不采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，而是采用ppm值或mgm3來表示。ppm值

9、是指一百萬份氣體總體積中，該氣體所占的體積分?jǐn)?shù)（ppm為非法定計(jì)量單位）。mgm3是氣體濃度的絕對表示法，是指1立方米氣體（空氣）中含該種氣體的毫克數(shù)。我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的最高允許濃度是以mgm3為單位，兩種單位的換算關(guān)系為 45.24)ppm()m/mg(3M（4-3） 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 Mgpp45.24)m/m()m(3式中:為有毒氣體的相對分子質(zhì)量；24.45為常數(shù)，是25、101325Pa時氣體的摩爾體積。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 有毒氣體一氧化碳一氧化碳硫化氫硫化氫第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 有毒氣體通常形成酸雨的物質(zhì)是二氧化硫 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 有毒氣體黃石發(fā)生氯氣泄

10、漏事故 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4 4.1.2.1.2可燃性氣體和有毒氣體的檢測原理可燃性氣體和有毒氣體的檢測原理1.1.可燃性氣體和有毒氣體的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)可燃性氣體和有毒氣體的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)）可燃性氣體的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)可燃性氣體的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)取決于可燃物質(zhì)的危險(xiǎn)特性，且主要是由可燃性氣體的爆炸下限決定的。從監(jiān)測和控制兩方面的要求來看，監(jiān)測首先應(yīng)做到可燃性氣體與空氣混合物中可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到閾限值時，給出報(bào)警或預(yù)警指示，以便采取相應(yīng)的措施。一般取爆炸下限的10左右作為報(bào)警閾值，當(dāng)可燃性氣體的濃度繼續(xù)上升，一般達(dá)到其爆炸下限的2025時，監(jiān)控功能中的聯(lián)動控制裝置將產(chǎn)生動作，以免形成火災(zāi)及爆炸事故。 第5章環(huán)境與災(zāi)

11、害參數(shù)檢測 2）有害氣體的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)其監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)由多種氣體的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)來確定，這里的多種氣體是指氧氣及各種有害氣體。我國制定的大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB309582）中規(guī)定了空氣污染物三級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值。工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中列出了居住區(qū)大氣有害氣體的最高允許濃度值，以及工礦車間環(huán)境有害氣體的最高允許濃度值。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.2.各類氣體測量儀表的工作原理各類氣體測量儀表的工作原理 1）接觸（催化）燃燒式氣體傳感器此類儀器是利用可燃性氣體在有足夠氧氣和一定高溫條件下發(fā)生催化燃燒（無焰燃燒），放出熱量，從而引起電阻變化的特性，達(dá)到對可燃性氣體濃度進(jìn)行測量的目的。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 可燃

12、性氣體（H2、CO和CH4等）與空氣中的氧接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱（無焰接觸燃燒熱），使得作為敏感材料的鉑絲溫度升高，具有正的溫度系數(shù)的金屬鉑的電阻值相應(yīng)增加。一般情況下，空氣中可燃性氣體的濃度都不太高（低于10），可以完全燃燒，其發(fā)熱量與可燃性氣體的濃度成正比。這樣，鉑電阻值的增大量就與可燃性氣體濃度成正比。因此，只要測定鉑絲的電阻變化值（R），就可以檢測到空氣中可燃性氣體的濃度。但是，使用單純的鉑絲線圈作為檢測元件，其使用壽命較短。所以實(shí)際應(yīng)用的檢測元件，都是在鉑絲線圈外面涂覆一層氧化物觸媒，以延長其壽命，提高其響應(yīng)特性。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖4-1催化燃燒式氣體檢測原理及其

13、電路 催化燃燒式氣體檢測原理及其電路如圖4-1所示。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 ）熱傳導(dǎo)式氣體傳感器.氣體熱傳導(dǎo)式氣體傳感器氣體熱傳導(dǎo)式氣體傳感器它是利用被測氣體的熱傳導(dǎo)率與鉑絲（發(fā)熱體）的熱傳導(dǎo)率之差所引起的溫度變化的特性測定氣體的濃度的。這類氣體傳感器主要用于測定氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮?dú)猓∟2）、氧氣（O2）等氣體的濃度，多制成攜帶式儀器。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 .固體熱傳導(dǎo)式氣體傳感器固體熱傳導(dǎo)式氣體傳感器它是利用被測氣體的不同濃度在金屬氧化物表面燃燒引起的電阻變化特性，來達(dá)到測定被測氣體濃度的目的的。這類儀器多制成攜帶式儀器，用于測定氫氣（H2）、一氧

14、化碳（CO）、氨氣（NH3）等氣體的濃度，也可用于測定其他可燃性氣體的濃度。熱傳導(dǎo)式氣體傳感器的測量儀器儀表的檢測電路原理與催化燃燒式的檢測電路原理相同，只是其中R1用熱傳導(dǎo)式元件。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）半導(dǎo)體式氣敏傳感器半導(dǎo)體式氣敏傳感器的品種也是很多的，其中金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成的數(shù)量最多（占?xì)饷魝鞲衅鞯氖孜唬?，其特性和用途也各不相同。金屬氧化物半?dǎo)體材料主要有SnO2系列、ZnO系列及Fe2O3系列，由于它們的添加物質(zhì)各不相同，因此能檢測的氣體也不同。半導(dǎo)體氣敏傳感器適用于檢測低濃度的可燃性氣體及毒性氣體如CO、H2S、NOx及C2H5OH、CH4等碳?xì)錃怏w。其測量范圍為百萬

15、分之幾到百萬分之幾千。 半導(dǎo)體式氣敏傳感器的基本工作電路如圖4-2所示。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖4-2半導(dǎo)體氣敏傳感器的基本工作電路 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 對于某些危害健康，引起窒息、中毒或容易燃燒爆炸的氣體，應(yīng)注意其含量為何值時達(dá)到危險(xiǎn)程度，有的時候并不一定要求測出其含量的具體數(shù)值。在這種情況下，就需要一種氣敏元件，它可以及時提供報(bào)警，以便及早采取措施，保證生命和財(cái)產(chǎn)的安全。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4 4.1.3.1.3可燃性氣體和有毒氣體的檢測儀表可燃性氣體和有毒氣體的檢測儀表1.1.氣體檢測報(bào)警儀表的分類氣體檢測報(bào)警儀表的分類工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境所用氣體測量及報(bào)警儀表，可按其功能、檢測

16、對象、檢測原理、使用方式、使用場所等分為以下幾類。(1）按其功能分類:有氣體檢測儀表、氣體報(bào)警儀表和氣體檢測報(bào)警儀表三種類型。(2）按其檢測對象分類:有可燃性氣體檢測報(bào)警儀表、有毒氣體檢測報(bào)警儀表和氧氣檢測報(bào)警儀表三種類型，或者將適于多種氣體檢測的通稱為多種氣體檢測報(bào)警儀表。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 (3）按其檢測原理分類:主要取決于所用氣體傳感器的基本工作原理，一般可燃?xì)怏w檢測有催化燃燒型、半導(dǎo)體型、熱導(dǎo)型和紅外線吸收型等；有毒氣體檢測有電化學(xué)型、半導(dǎo)體型等；氧氣檢測有電化學(xué)型等。(4）按其使用方式分類:根據(jù)使用方式不同，氣體測量儀表一般分為攜帶式和固定式兩種類型。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測

17、 (5）按其使用場所分類:根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，尤其是石油化工場所防爆安全的要求，氣體測量儀表有常規(guī)型和防爆型之分。其中，防爆型多制成固定式，用在危險(xiǎn)場所進(jìn)行連續(xù)安全監(jiān)測。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.2.常見的氣體檢測報(bào)警儀表常見的氣體檢測報(bào)警儀表1）煤氣報(bào)警控制器當(dāng)廚房由于油煙污染或由于液化石油氣（或其他燃?xì)猓┬孤┻_(dá)到一定濃度時，它能自動開啟排風(fēng)扇，凈化空氣，防止事故的發(fā)生。 家用煤氣報(bào)警器電路如圖4-5所示。采用QMN10型氣敏傳感器，它對天然氣、煤氣、液化石油氣均有較高的靈敏度，并且對油煙也敏感。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖4-5家用煤氣報(bào)警器電路 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 第5章環(huán)境與

18、災(zāi)害參數(shù)檢測 2）瓦斯檢測儀瓦斯檢測的方法主要有兩種：一是利用瓦斯氣體的光譜吸收檢測濃度；二是利用瓦斯?jié)舛群驼凵渎实年P(guān)系以及干涉法測折射率。(1)單波長吸收比較型瓦斯傳感器。基本原理均是基于光譜吸收，不同的物質(zhì)具有不同特征的吸收譜線。單波長吸收比較型屬吸收光譜型傳感器，根據(jù)的是Lambert定律： cL0e II式中I，I0為吸收后和吸收前的射線強(qiáng)度；為吸收系數(shù)；L為介質(zhì)厚度；c為介質(zhì)的濃度。單波長吸收比較型的原理圖見圖4-6。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖4-6單波長吸收比較型的原理圖 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 選擇合適波長的光源。脈沖發(fā)生器使激光器發(fā)出脈沖光，或采用快速斬波器將連續(xù)光轉(zhuǎn)變成

19、脈沖光(斬波頻率為數(shù)千赫茲)，經(jīng)透鏡耦合進(jìn)入光纖，并傳輸?shù)竭h(yuǎn)處放置的待測氣體吸收盒，由氣體吸收盒輸出的光經(jīng)接收光纖傳回。干涉濾光片選取瓦斯吸收率最強(qiáng)的譜線，由檢測器接收，經(jīng)鎖相放大器后送入計(jì)算機(jī)處理，根據(jù)強(qiáng)度的變化測量瓦斯?jié)舛取?第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 瓦斯的吸收波長為1.14m、1.16m、1.66m、2.37m和2.39m。由于水蒸氣在可見光波段具有強(qiáng)吸收，而瓦斯的強(qiáng)吸收也在此波段范圍內(nèi)，因此，為避免水蒸氣的光吸收對測量結(jié)果造成影響，激光器的波長范圍應(yīng)與瓦斯的二次諧振吸收譜線相符。而瓦斯的二次諧振吸收(1.61.7m)是微弱的，這種傳感方式把氣體吸收盤輸出的光強(qiáng)度作為判斷瓦斯?jié)舛鹊呐袚?jù)，

20、因而光源輸出強(qiáng)度的波動、光纖耦合效率的變化和外界擾動引起接收光強(qiáng)度的變化，都會使檢測結(jié)果產(chǎn)生誤差。用這種傳感方式對微弱信號進(jìn)行監(jiān)測，能有效地抑制高頻噪聲，但對一些低頻噪聲，其抑制能力較弱。此外，傳感頭對其他氣體的抗干擾能力也較弱。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 (2)干涉型光纖瓦斯傳感器。此類傳感器采用兩束光干涉的方法檢測氣室中折射率的變化，而折射率的變化直接與濃度有關(guān)。事實(shí)上，目前我國普遍使用的便攜式瓦斯檢測儀均是基于此原理。此類傳感器存在需經(jīng)常調(diào)校、易受其他氣體干涉的不足，其可靠性及穩(wěn)定性均較差。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 瓦斯檢測儀第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）感煙探測器感煙探測器是很重要的

21、一類探測器。下面分別介紹常見的3種感煙探測器：透射式感煙探測器、散射式感煙探測器和離子式感煙探測器。（1）透射式感煙探測器，是利用煙霧的顆粒性來進(jìn)行探測的,這是因?yàn)闊熿F由微小的顆粒組成。在發(fā)光管和光敏元件之間，如果為純凈空氣，則完全透光；如果有煙霧，則接收的光強(qiáng)減少。這種方法適合于長距離的直線段自動監(jiān)測，稱為“線型探測器”。最好用半導(dǎo)體激光器發(fā)射脈沖光，這樣光線強(qiáng)，且體積小、壽命長。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 （2）散射式感煙探測器由發(fā)光管和光敏元件構(gòu)成，在兩者之間有遮擋屏，其結(jié)構(gòu)如圖4-7所示。圖中虛線圓圈代表了金屬絲網(wǎng)或多孔板。圖4-7散射式感煙探測器圖 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖4-8

22、離子式感煙探測器 （3）離子式感煙探測器第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 感煙探測器第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3.其他氣體檢測報(bào)警儀器其他氣體檢測報(bào)警儀器（1）光干涉式氣體測量儀器。這類儀器是利用被測氣體與新鮮空氣的光干涉形成的光譜來測定某氣體的濃度的。該類儀器主要用于測定甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）、氫氣（H2）以及其他多種氣體的濃度。（2）紅外線氣體分析儀。這類儀器利用選擇性檢測器測定氣樣中特定成分引起的紅外線吸收量的變化，從而求出氣樣中特定成分的濃度。該類儀器主要用于測定CO、CO2和CH4等氣體的濃度。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 （3）氣相色譜儀。這類儀器是在色譜柱內(nèi)，用載氣把氣體試樣展

23、開，使氣體的各組分完全分離，對氣體進(jìn)行全面分析的儀器。該類儀器較笨重，只適于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用。（4）氣體檢定管與多種氣體采樣器組合類型儀器。這類儀器中的檢定管是利用填充于玻璃管內(nèi)的指示劑與被測氣體起反應(yīng)來測定各種被測氣體的濃度的。這類檢測氣體的儀器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、迅速，具有相當(dāng)高的靈敏度，一般制成攜帶式，最適于在各種環(huán)境中現(xiàn)場采集、測定CO、H2S、NO、NO2、NH3、CO2以及烷烴、烯烴、苯、酮等多種有機(jī)化合物氣體，應(yīng)用十分廣泛。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 其他氣體檢測報(bào)警儀器其他氣體檢測報(bào)警儀器光干涉測量甲烷儀器光干涉測量甲烷儀器多種氣體采樣器多種氣體采樣器第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測

24、其他氣體檢測報(bào)警儀器其他氣體檢測報(bào)警儀器紅外線氣體分析儀紅外線氣體分析儀氣相色譜儀氣相色譜儀第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.2粉塵檢測粉塵檢測 4.2.14.2.1粉塵的有關(guān)概念粉塵的有關(guān)概念粉塵是指懸浮在空氣中的粉塵是指懸浮在空氣中的固體固體微粒。微粒。 1、粉塵的來源、粉塵的來源 (1)固體物質(zhì)的機(jī)械加工或粉碎。 (2)物質(zhì)加熱時產(chǎn)生的蒸氣在空氣中凝結(jié)或被氧化所形成的塵粒。 (3)有機(jī)物質(zhì)不完全燃燒所形成的微粒。 (4)鑄件的翻砂、清砂粉狀物質(zhì)的混合，過篩、包裝、搬運(yùn)等操作過程中，以及沉積的粉塵由于振動或氣流運(yùn)動，使沉積的粉塵重又浮游于空氣中(產(chǎn)生二次揚(yáng)塵)也是粉塵的來源。 4第5章環(huán)境與災(zāi)

25、害參數(shù)檢測 n2.粉塵的種類粉塵的種類n1）全塵n通常，將包括各種粒徑（即粉塵顆粒直徑）在內(nèi)的粉塵總和叫做全塵。對于工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)粉塵常指粒徑在1mm以下的所有粉塵。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）呼吸性粉塵 能夠通過人的上呼吸道而進(jìn)入肺部的粉塵稱為呼吸性粉塵。一般認(rèn)為，粒徑在5以下的工業(yè)粉塵就是呼吸性粉塵。3）爆炸性粉塵對懸浮于空氣中，在一定濃度和有引爆源條件下，本身能夠發(fā)生爆炸或傳播爆炸的可燃固體微粒稱為爆炸性粉塵或可燃粉塵。典型的可燃粉塵有煤塵、易燃有機(jī)物粉塵、糧食粉塵等。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4）無爆炸性粉塵經(jīng)過爆炸性鑒定，不能發(fā)生爆炸和傳播爆炸的粉塵叫做無爆炸性粉塵。例如，由于

26、粒徑分布、濃度等不同，煤塵可能是爆炸性粉塵，也可能是無爆炸性粉塵。5）惰性粉塵能夠減弱或阻止有爆炸性粉塵爆炸的粉塵叫做惰性粉塵。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 6）硅塵含游離二氧化硅在10%以上的巖塵稱做硅塵。它的主要危害是有損人的健康。7)游離粉塵懸浮在空氣中，能形成粉塵云的粉塵叫做游離粉塵，也稱懸浮粉塵或浮游粉塵。8）沉積粉塵在平面上、周邊上、設(shè)備上、物料上能形成粉塵層的粉塵叫做沉積粉塵。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3.3.粉塵的危害粉塵的危害我國，2010年2月24日16時許，河北省秦皇島驪驊淀粉股份有限公司淀粉四車間發(fā)生爆炸。事故已造成19人死亡，49人受傷(其中8人重傷)。第5章環(huán)境與災(zāi)

27、害參數(shù)檢測 n1）可燃粉塵的火災(zāi)及爆炸危害n可燃粉塵爆炸通?？煞譃閮蓚€步驟，即初次爆炸和二次爆炸。n 粉塵云。該粉塵云被初始的點(diǎn)火源或初次爆炸的燃燒產(chǎn)物所引燃，由此產(chǎn)生二次爆炸。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）粉塵的危害飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分，如鉻，錳，鎘，鉛，汞，砷等。當(dāng)人體吸入粉塵后，小于5m的微粒，極易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有時還會引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解，就會直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被細(xì)胞所吸收，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞。 此外，粉塵還會沾污建筑物，使有價(jià)值的古代建筑遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會阻礙光合作用，抑制其生長。第

28、5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 防塵應(yīng)采取綜合性措施，主要從以下幾個方面著手解決。 （1）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，制定防塵規(guī)章制度，設(shè)有專、兼職人員，從組織上給予保證。 （2）逐步改革生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)行濕式作業(yè)方式，減少粉塵的飛揚(yáng)。（3）降低空氣中粉塵濃度，密封機(jī)械，防止粉塵外逸，采用通風(fēng)排氣裝置和空氣凈化除塵設(shè)備，使車間粉塵降低到國家職業(yè)接觸限值標(biāo)準(zhǔn)以下。（4）防止粉塵爆炸，防范的措施應(yīng)著眼于發(fā)爆的條件：控制粉塵濃度；杜絕起燃點(diǎn)；減低空氣中氧的濃度；采取有效降塵措施；建立預(yù)報(bào)系統(tǒng)；設(shè)置爆炸壓力泄放口等。 （5）加強(qiáng)個人衛(wèi)生防護(hù)，從事粉塵作業(yè)者應(yīng)穿戴工作服、工作帽，減少身體暴露部位。要根據(jù)粉塵的性質(zhì)，選戴

29、多種防塵口罩，以防止粉塵從呼吸道吸入，造成危害。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 煤礦用防塵防塵口罩 防塵防塵服 防防塵塵裝置裝置第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.2.24.2.2粉塵的檢測方法粉塵的檢測方法1.1.光學(xué)顯微鏡法光學(xué)顯微鏡法通過光學(xué)顯微鏡法可以測定微粒的尺寸、形狀以及數(shù)量。必要時可用電子顯微鏡測定更小的微粒尺寸。在取樣沉積后，將微粒刷在碳質(zhì)透明塑料片或類似膠片上，通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.電集塵法電集塵法電集塵法屬于重量濃度法，其結(jié)構(gòu)如圖5-10所示。這是一種使氣體中的微粒子帶電后進(jìn)行捕捉的方法。含塵氣體通過具有高電位差的兩個電極間形成的強(qiáng)電場，利用電暈放電現(xiàn)

30、象使氣體帶電的同時，也使粉塵帶電，從而粉塵可以附著在電極上。然后根據(jù)捕捉到的粉塵的質(zhì)量和流過集塵器的氣體體積，便可計(jì)算出被污染氣體中粉塵的濃度（g/m3或mg/m3）。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖5-10集塵電極的結(jié)構(gòu) 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3.3.濾紙取樣法濾紙取樣法濾紙取樣法的結(jié)構(gòu)如圖5-11所示。它利用帶狀濾紙對氣體進(jìn)行過濾的原理進(jìn)行工作。圖中，吸引泵以10L/min的吸引流量從吸引口吸引氣體，經(jīng)過勻速移動的濾紙后，粉塵沉積在濾紙上。在光源的照射下，用光電管在下面檢測濾紙的透光量。透光量與沉積的粉塵量成反比。由此可算出粉塵是根據(jù)流量計(jì)的流量，便可得到被污染氣體的濃度，它屬于相對濃度

31、。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 圖5-11濾紙帶空氣取樣法的結(jié)構(gòu)圖 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.4.掃描顯微鏡檢測法掃描顯微鏡檢測法對于燃燒產(chǎn)生的微粒，特別是煤的微粒、油的飛沫或煤煙粉塵，可以利用定量電子顯微鏡分析儀按形狀和大小進(jìn)行分析。也可通過視像管攝像機(jī)進(jìn)行觀察。其具體分析過程是將被檢查的微粒樣品放在普通的顯微鏡載物玻璃片上，此時顯微鏡便可進(jìn)行正常的觀察。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 5.5.射線測塵原理射線測塵原理射線測塵儀表是利用核輻射原理工作的。它利用粉塵對射線的吸收作用，當(dāng)放射源產(chǎn)生的射線穿過含有粉塵的空氣時，一部分射線被粉塵吸收掉，一部分射線穿過被測物質(zhì)（含塵空氣）?？諝庵械姆蹓m含量

32、越大，被吸收掉的射線量越大。射線的減少量與粉塵的濃度成正比關(guān)系。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.3泄漏檢測泄漏檢測第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.3.14.3.1危險(xiǎn)物質(zhì)的泄漏及危險(xiǎn)性危險(xiǎn)物質(zhì)的泄漏及危險(xiǎn)性1.1.危險(xiǎn)物質(zhì)泄漏的原因危險(xiǎn)物質(zhì)泄漏的原因1）容器內(nèi)壓異常上升在工業(yè)生產(chǎn)過程和儲運(yùn)過程中，造成容器內(nèi)壓異常上升的原因分為物理原因和化學(xué)原因兩種情況。當(dāng)容器無法承受這些內(nèi)壓異常上升時，其薄弱部分最先被破壞，高壓氣體或過熱液體伴著爆炸聲或嘯叫聲向外噴出，使容器一部分或全部變?yōu)樗槠w散，在形成泄漏的同時發(fā)生火災(zāi)及爆炸。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）容器構(gòu)件受到異常外部載荷強(qiáng)烈的震動、地基下沉、劇烈

33、搖晃、事故相撞或施工不慎等，是引起外部載荷異常的主要原因，可造成裂紋、穿孔、管道彎曲或折斷等機(jī)械破壞，導(dǎo)致油品、液化烴等液態(tài)危險(xiǎn)物質(zhì)因泄漏而著火或形成災(zāi)害。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）容器或管道構(gòu)件材料強(qiáng)度降低引起構(gòu)件材料強(qiáng)度降低的主要原因:（1）物料的腐蝕或摩擦；（2）材料的低溫脆性；（3）反復(fù)應(yīng)力或靜載荷作用；（4）材料暴露于高溫。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.2.泄漏的危險(xiǎn)性泄漏的危險(xiǎn)性1）可燃?xì)怏w泄漏的火災(zāi)危險(xiǎn)性當(dāng)純氣體泄漏時，由于氣體密度遠(yuǎn)小于液體密度，即使是高壓氣體，其密度也相對低，因此可燃?xì)怏w泄漏一般僅能形成體積不大的可燃?xì)庠苹虮ㄐ曰旌蠚?。?章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）液化

34、烴或可燃液體泄漏的火災(zāi)危險(xiǎn)性液化烴或可燃液體在空氣中會快速汽化蒸發(fā)形成較大的蒸氣云，這類液體有很強(qiáng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，并與泄漏當(dāng)日大氣壓下的液體沸點(diǎn)高低、泄漏量與汽化量的大小等有關(guān)。 當(dāng)可燃液體沸點(diǎn)高于大氣溫度時，可燃蒸氣云的消散與形成存在競爭，低閃點(diǎn)液體露天泄漏能產(chǎn)生較大蒸氣云，而高閃點(diǎn)液體則難以產(chǎn)生較大蒸氣云。 當(dāng)可燃液體沸點(diǎn)低于大氣溫度時，或者低于其工作溫度并在高于常壓的壓力下保持蒸氣壓平衡時，露天泄漏將立即汽化并迅速形成蒸氣云，尤其是深冷低沸點(diǎn)液體泄漏會產(chǎn)生猛烈的爆沸，過熱液體泄漏會引起劇烈的液氣相變，甚至無需點(diǎn)火源就會發(fā)生蒸氣爆炸，具有極強(qiáng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.3.

35、24.3.2管道泄漏檢測技術(shù)管道泄漏檢測技術(shù)1.1.基于硬件的方法和技術(shù)基于硬件的方法和技術(shù)1）直接觀察法 依靠有經(jīng)驗(yàn)的管道工人或經(jīng)過訓(xùn)練的動物 巡查管道。通過看、聞、聽或其他方式來判斷是否有泄漏發(fā)生。 2）聲發(fā)射技術(shù)管道檢漏方法將聲音傳感器預(yù)先地安裝在管道壁外側(cè)，如果管道發(fā)生漏點(diǎn)泄漏時，產(chǎn)生噪聲并被安裝在管道外壁上的聲音傳感器接收、放大，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件處理成相關(guān)的聲音全波形，通過對全波形的分析達(dá)到監(jiān)測和定位管道泄漏的狀況和漏點(diǎn)的位置。此技術(shù)特別適合于那些管道內(nèi)流量低、壓力高的情況。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 通常，管道的泄漏量與由此引起的噪聲波型的幅度具有相關(guān)性，噪聲信號隨著泄漏量增加而增大。

36、基于聲發(fā)射技術(shù)的管道泄漏檢測系統(tǒng)具有可實(shí)時和可連續(xù)地測定分析、泄漏點(diǎn)定位準(zhǔn)確和不必拆卸管道的外部測定等優(yōu)點(diǎn)。但是，對于大流量的管道，背景噪聲將會對泄漏噪聲產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。另外，基于聲發(fā)射技術(shù)的管道泄漏技術(shù)檢測泄漏量的準(zhǔn)確性與其他技術(shù)相比還具有較大的誤差。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）電纜傳感器管道檢漏方法電纜傳感器是由某些高分子材料制成并具有與碳?xì)浠衔锏姆磻?yīng)活性，碳?xì)浠衔飳@種材料會產(chǎn)生體積的或者電特性的改變，通過測量這些改變達(dá)到監(jiān)測管道內(nèi)碳?xì)浠衔镄孤┑哪康摹?該技術(shù)適合應(yīng)用于較短的燃料管線，通常，電纜傳感器經(jīng)過汽油或者其他的高揮發(fā)性碳?xì)湮镔|(zhì)暴露之后，必須經(jīng)空氣干燥，以保證電纜傳感器的正

37、常應(yīng)用。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4）光纖管道檢漏方法光纖是一種有前途的管道泄漏檢測技術(shù)，光纖傳感器可以分散和定點(diǎn)地安裝在管線上。光纖可以檢測很寬范圍的物理和化學(xué)特性，既可以檢測管道泄漏也可以定位泄漏點(diǎn)位置。在實(shí)驗(yàn)室模擬如下：在一段10米長的埋地氨管道范圍內(nèi)設(shè)計(jì)了、4個可控制氨泄漏流量的模擬氨泄漏位置點(diǎn)，氨管道外壁上鋪設(shè)光纖傳感器以測定并記錄氨管道上的溫度。模擬試驗(yàn)研究結(jié)果表明，通過光纖傳感器測定關(guān)于管道的溫度分布狀況，在管道泄漏和無泄漏時管道的溫度分布狀況會出現(xiàn)溫度明顯下降的差別。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 5）土壤檢測檢漏方法土壤檢測方法是一種蒸氣檢測系統(tǒng)，可以測定出地下管道周圍土壤中蒸氣相

38、碳?xì)湮镔|(zhì)的濃度，由此檢測管道泄漏位置和泄漏狀況。通常，基于土壤檢測的管道泄漏測定和漏點(diǎn)定位技術(shù)是通過測定從管道泄漏的示蹤氣體來完成的。如果輸送管道發(fā)生泄漏，示蹤氣體與管道中其他物質(zhì)同時流出管道，示蹤氣體將優(yōu)先地?cái)U(kuò)散到管道周圍的土壤中，在管道泄漏點(diǎn)附近的土壤氣體取樣孔洞中的測定探頭就會自動地收集土壤中的示蹤氣體，然后應(yīng)用氣相色譜方法測定探頭收集的示蹤氣體的含量，由此監(jiān)測管道泄漏狀況和確定管道泄漏點(diǎn)的位置。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 6）超聲波流量測定檢漏方法首先，將管道分成若干部分，每一部分都安裝上超聲波流量測定裝置以測定這部分管道流進(jìn)的和流出的體積流量，同時測定管道溫度、環(huán)境溫度、聲波在管道內(nèi)流

39、體的傳播速度等參數(shù)。然后，根據(jù)體積平衡原理，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件模型處理管道各個部分所有參數(shù)的測定結(jié)果，分析和比較出管道輸送中分別在泄漏時和正常運(yùn)行時的參數(shù)狀況，由此診斷和確定管道泄漏量和泄漏點(diǎn)位置。通常較短的處理周期表明了一個較大的泄漏點(diǎn)；較長的處理周期表明了一個較小的泄漏點(diǎn)。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 超聲波測定流量的檢漏系統(tǒng)與聲發(fā)射技術(shù)的管道泄漏檢測系統(tǒng)類似，都是在管道外部安裝非破壞性的設(shè)備或器件的檢漏技術(shù)。超聲波測定流量的檢漏系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于城市供水管道系統(tǒng)中的泄漏狀況診斷。除此之外，還有便攜式的超聲波管道檢漏系統(tǒng)，可供有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員佩戴超聲波耳機(jī)并在現(xiàn)場沿著地下管道線路巡檢使用，同

40、樣具有比較準(zhǔn)確的漏點(diǎn)定位能力。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 7）蒸氣測定檢漏方法蒸氣測定系統(tǒng)是將傳感器管道平行地安裝在被測定的管道上，如果管道發(fā)生泄漏，泄漏的碳?xì)湮镔|(zhì)就會流出管道并通過擴(kuò)散進(jìn)入傳感器管道，周期地應(yīng)用氣體泵抽取傳感器管道內(nèi)的氣體并將此氣體輸送到檢測器進(jìn)行測定，泄漏的碳?xì)湮镔|(zhì)就會被定量測定出來并以出峰的方式隨時間進(jìn)行記錄。根據(jù)氣體泵抽取管內(nèi)氣體的流速、抽取氣體的開始時間和碳?xì)湮镔|(zhì)在檢測器上的出峰時間可計(jì)算出被測管道的泄漏點(diǎn)位置，出峰面積的大小表明了管道泄漏量的大小。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 蒸氣檢測技術(shù)是一種管道檢漏的物理測定方法，與管道內(nèi)的物質(zhì)的體積和壓力無關(guān)。此技術(shù)無需軟件處理

41、，并且可同時檢測出多處泄漏點(diǎn)的狀況。但是，該檢測技術(shù)通常限于應(yīng)用較小泄漏的情況，不適合大的泄漏情況檢測。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 8）遙感檢漏方法遙感檢漏方法也是近年來發(fā)展迅速和有效的應(yīng)用技術(shù)之一。遙感檢漏技術(shù)可分成兩類。其一是主動檢測技術(shù)，應(yīng)用激光源照射被調(diào)查的管道線路，發(fā)生泄漏的管道就會有氣體流出，并擴(kuò)散到大氣環(huán)境中形成泄漏出來的氣體云團(tuán)，激光通過這個云團(tuán)時泄漏的氣體分子就會吸收激光，與不通過此云團(tuán)的激光相比有一個能量差，由此判斷管道泄漏和確定管道泄漏的位置；其二是被動檢測技術(shù)（也叫熱輻射檢測），發(fā)生泄漏的管道氣體在大氣環(huán)境中形成的云團(tuán)內(nèi)部與此云團(tuán)外部存在著溫度差（或者是輻射能力差），由此

42、可判斷管道泄漏狀況并確定管道泄漏處的位置。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 遙感技術(shù)與上述的管道泄漏檢測技術(shù)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：可應(yīng)用于大范圍管道區(qū)域內(nèi)發(fā)生管道泄漏的快速檢測和實(shí)地調(diào)查，可更完整和更有效地覆蓋可能發(fā)生泄漏的區(qū)域；一旦發(fā)生管道泄漏，不必通過收集氣體樣品或者采集土壤樣品的測定方法，而是通過可見的完整的泄漏測定結(jié)果準(zhǔn)確確定管道泄漏的位置；遙感技術(shù)不必依靠有經(jīng)驗(yàn)人員進(jìn)入管道輸送區(qū)域內(nèi)調(diào)查并判斷管道泄漏位置，可完成技術(shù)人員不能進(jìn)入的和有危險(xiǎn)的區(qū)域的管道泄漏調(diào)查工作。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.2.基于軟件的方法和技術(shù)基于軟件的方法和技術(shù)基于軟件的管道檢漏方法通常使用管道內(nèi)流體的流量、壓力、溫

43、度和其他的數(shù)據(jù)的變化差異，通過數(shù)學(xué)模型確定管道內(nèi)流體的運(yùn)行狀態(tài)，判斷管道是否出現(xiàn)泄漏，確定泄漏量大小和泄漏點(diǎn)位置。因?yàn)檩斎氲接?jì)算機(jī)軟件的流量、壓力、溫度等參數(shù)都是應(yīng)用硬件設(shè)備（如上述各種硬件技術(shù)）獲得的，所以，基于軟件的管道檢漏方法是通過與其對應(yīng)的硬件技術(shù)共同實(shí)現(xiàn)的。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 1）質(zhì)量（或體積）平衡檢漏方法基于質(zhì)量守恒或者體積守恒原理的軟件是指流入和排出一段管道的流體的質(zhì)量（體積）相等，可通過管道直徑、管道內(nèi)流體的溫度、壓力和流量計(jì)算出來。如果發(fā)生泄漏，那么流出這段管道的流體質(zhì)量就會比流入的少，管道內(nèi)的壓力就會表明管道內(nèi)部的充填狀況。 質(zhì)量或者體積守恒方法的檢漏準(zhǔn)確性取決于安

44、裝在管道系統(tǒng)中硬件設(shè)備的測量精度，通常不需要額外的設(shè)備投資。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）實(shí)時瞬變模型檢漏方法實(shí)時瞬變模型檢漏方法應(yīng)用質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒和流體的狀態(tài)方程計(jì)算管道內(nèi)流體的流量，應(yīng)用預(yù)測值（計(jì)算值）和實(shí)測值的差異確定管道的泄漏。此技術(shù)需要實(shí)時地測量管道的流量、壓力和溫度，同時，應(yīng)用實(shí)時瞬變模型計(jì)算這些對應(yīng)的物理量的數(shù)值。通過連續(xù)地分析噪聲水平和正常的瞬間狀態(tài)以減少泄漏的誤報(bào)警，根據(jù)管道的流體流量的統(tǒng)計(jì)變化量調(diào)整軟件的管道泄漏報(bào)警閾值。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）壓力點(diǎn)分析檢漏方法壓力點(diǎn)分析法(簡稱PPA)是一種用于氣體、液體和某些多相流管道檢測泄漏的方法，其原理是對管道

45、的壓力和流量變化率進(jìn)行檢測。當(dāng)管道處于穩(wěn)定狀態(tài)時，壓力和速度以及密度分布不隨時間變化。在設(shè)備(泵或壓縮機(jī))供能增大或減少時，流體的速度、壓力和密度分布的變化是連續(xù)的。一旦穩(wěn)定狀態(tài)受到某一事故的干優(yōu)，管道將向新的穩(wěn)定狀態(tài)過渡。流體經(jīng)過一定時間將改變其流速和壓力。如果在沿線的某點(diǎn)發(fā)生事故，其最初的泄漏特征將在一定的時間內(nèi)傳遞到管道末端(或其他任何檢測位置)，傳遞時間取決于事故發(fā)生地點(diǎn)到檢測點(diǎn)的距離和聲音在管道流體中傳播的速度。當(dāng)泄漏發(fā)生時，管道完成過渡達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄漏檢測技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以工程技術(shù)手段來模擬人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)的系統(tǒng)。我們利用人工神

46、經(jīng)元可以構(gòu)成各種不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種模擬和近似。目前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已逐步發(fā)展為一種公認(rèn)的、強(qiáng)有力的計(jì)算或處理模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域包括：辨識、控制、預(yù)測、優(yōu)化、診斷、模式識別、信息壓縮、數(shù)據(jù)融合、風(fēng)險(xiǎn)評估等?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道泄漏檢測是一種有前途的和正在發(fā)展中的方法。國外已有報(bào)道，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液化氣管道檢漏系統(tǒng)已獲得成功應(yīng)用，在100s以內(nèi)可監(jiān)測并定位出泄漏量相當(dāng)于管道內(nèi)流體流量1以內(nèi)的泄漏點(diǎn)，監(jiān)測誤報(bào)率低于50。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.4火災(zāi)參數(shù)檢測與自動報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)參數(shù)檢測與自動報(bào)警系統(tǒng) 4.4.14.4.1火災(zāi)探測與信號處理火災(zāi)探測與信號處理1.

47、1.火災(zāi)現(xiàn)象火災(zāi)現(xiàn)象1）熱（溫度）凡是物質(zhì)燃燒，就必然有熱量釋放出來，使環(huán)境溫度升高。環(huán)境溫度升高的速率與物質(zhì)燃燒規(guī)模和燃燒速度有關(guān)。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）燃燒氣體物質(zhì)在燃燒的開始階段，首先釋放出來的是燃燒氣體。其中有單分子的CO、CO2等氣體、較大的分子團(tuán)、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣里，我們將這種懸浮物稱為氣溶膠，其顆粒粒子直徑一般在0.1左右。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）煙霧一般是把人們?nèi)庋劭梢姷娜紵晌?，其粒子直徑?.0110的液體或固體微粒與氣體的混合物稱為煙霧。不管是燃燒氣體還是煙霧，它們都有很大的流動性和毒害性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在火災(zāi)中約有70%死者是由于吸入燃燒氣體

48、或煙霧造成的，所以在火災(zāi)中將它們合在一起作為檢測參數(shù)來考慮，稱為煙霧氣溶膠或簡稱煙氣。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4）火焰火焰是物質(zhì)著火產(chǎn)生的灼熱發(fā)光的氣體部分。物質(zhì)燃燒到發(fā)光階段是物質(zhì)的全燃階段，在這一階段中，火焰熱輻射含有大量的紅外線和紫外線。易燃液體燃燒，是其不斷蒸發(fā)的可燃蒸汽在氣相中燃燒，其火焰熱輻射很強(qiáng)，含有更多的紫外線。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.火災(zāi)探測方法火災(zāi)探測方法 1）空氣離化探測法這是以火災(zāi)早期產(chǎn)生的煙氣為主要檢測對象的火災(zāi)探測方法?？諝怆x化法利用放射性同位素241Am所產(chǎn)生的射線,將處于一定電場中兩電極間的空氣分子電離成正離子和負(fù)離子，使電極間原來不導(dǎo)電的空氣具有一定

49、的導(dǎo)電性，形成離子電流。當(dāng)含煙氣流進(jìn)入電離空間時，由于煙粒子對帶電離子的吸附作用和對射線的阻擋作用，原有的離子電流發(fā)生變化（減?。?，離子電流變化量的大小反映了進(jìn)入電離空間煙粒子的濃度，從而將煙氣濃度轉(zhuǎn)化成電信號，據(jù)此可探測火災(zāi)的發(fā)生。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）熱（溫度）檢測法這是以火災(zāi)產(chǎn)生的熱對流所引起環(huán)境溫度上升為主要檢測對象的火災(zāi)探測方法。該方法主要利用各種熱（溫度）敏感元件來檢測火災(zāi)所引起的環(huán)境溫升速率或環(huán)境溫度變化。 3）光電探測方法這是以早期火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣為檢測對象的火災(zāi)探測方法。該方法根據(jù)光學(xué)原理和光電轉(zhuǎn)換機(jī)理，利用煙霧粒子對光的阻擋吸收和散射特性來實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的早期發(fā)現(xiàn)。第5章

50、環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4）光輻射或火焰輻射探測方法這是以物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的火焰熱輻射為檢測對象的火災(zāi)探測方法。該方法利用紅外或紫外光敏元件來檢測火災(zāi)產(chǎn)生的紅外輻射或紫外輻射，從而達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的目的。 5）可燃?xì)怏w探測法這種方法是以早期火災(zāi)所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w或氣溶膠為檢測對象的火災(zāi)探測方法。該方法主要利用半導(dǎo)體式和催化燃燒式氣敏元件的轉(zhuǎn)化機(jī)理來早期探測火災(zāi)。第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4.4.24.4.2火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)1.1.火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的組成火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的組成火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測器、火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)報(bào)警裝置、火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動控制裝置等組成，其核心是由各種火災(zāi)探測器與

51、火災(zāi)報(bào)警控制器構(gòu)成的火災(zāi)信息探測系統(tǒng)。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50116-98火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中還納入了消防聯(lián)動控制的技術(shù)要求，強(qiáng)調(diào)火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)具有火災(zāi)監(jiān)測和聯(lián)動控制兩個不可分割的組成部分，因此，火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)也常稱為火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)簡化設(shè)計(jì)第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 礦井火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 1）觸發(fā)器件在火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中，自動或手動產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號的器件稱為觸發(fā)器件，它主要包括火災(zāi)探測器和手動火災(zāi)報(bào)警按鈕。不同類型的火災(zāi)探測器適用于不同類型的火災(zāi)和不同的場所，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定合理選擇

52、。另一類觸發(fā)器件是手動火災(zāi)報(bào)警按鈕。它是用手動方式產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號、啟動火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的器件，也是火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中不可缺少的組成部分之一。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2）火災(zāi)報(bào)警裝置在火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中，用以接收、顯示和傳遞火災(zāi)報(bào)警信號，并能發(fā)出控制信號和具有其他輔助功能的控制指示設(shè)備稱為火災(zāi)報(bào)警裝置?；馂?zāi)報(bào)警控制器就是其中最基本的一種?；馂?zāi)報(bào)警控制器具備為火災(zāi)探測器供電、接收、顯示和傳輸火災(zāi)報(bào)警信號，并能對自動消防設(shè)備發(fā)出控制信號的完整功能，是火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中的核心組成部分。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 火災(zāi)報(bào)警控制器按其用途不同，可分為區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器、集中火災(zāi)報(bào)警控制器和通用火災(zāi)報(bào)

53、警控制器三種基本類型。區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器用于火災(zāi)探測器的監(jiān)測、巡檢、供電與備電，接收火災(zāi)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)火災(zāi)探測器的輸出參數(shù)或火災(zāi)報(bào)警、故障信號，并且轉(zhuǎn)換為聲、光報(bào)警輸出，顯示火災(zāi)部位或故障位置等。其主要功能有火災(zāi)信息采集與信號處理，火災(zāi)模式識別與判斷，聲、光報(bào)警，故障監(jiān)測與報(bào)警，火災(zāi)探測器模擬檢查，火災(zāi)報(bào)警計(jì)時，備電切換和聯(lián)動控制等。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 集中火災(zāi)報(bào)警控制器用于接收區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器的火災(zāi)報(bào)警信號或設(shè)備故障信號，顯示火災(zāi)或故障部位，記錄火災(zāi)信息和故障信息，協(xié)調(diào)消防設(shè)備的聯(lián)動控制和構(gòu)成終端顯示等。其主要功能包括火災(zāi)報(bào)警顯示、故障顯示、聯(lián)動控制顯示、火災(zāi)報(bào)警計(jì)時、聯(lián)動聯(lián)鎖控制實(shí)現(xiàn)

54、、信息處理與傳輸?shù)取Ｍㄓ没馂?zāi)報(bào)警控制器兼有區(qū)域和集中火災(zāi)報(bào)警控制器的功能，小容量的可以作為區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器使用，大容量的可以獨(dú)立構(gòu)成中心處理系統(tǒng)，其形式多樣、功能完備，可以按照其特點(diǎn)用做各種類型火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的中心控制器，完成火災(zāi)探測、故障判斷、火災(zāi)報(bào)警、設(shè)備聯(lián)動、滅火控制及信息通信傳輸?shù)裙δ堋?第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 3）火災(zāi)警報(bào)裝置在火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中，用以發(fā)出區(qū)別于環(huán)境聲、光的火災(zāi)警報(bào)信號的裝置稱為火災(zāi)警報(bào)裝置?；馂?zāi)警報(bào)器就是一種最基本的火災(zāi)警報(bào)裝置，它以聲、光音響方式向報(bào)警區(qū)域發(fā)出火災(zāi)警報(bào)信號，以警示人們采取安全疏散、滅火救災(zāi)措施。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 4）消防控制設(shè)備在火

55、災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中，當(dāng)接收到來自觸發(fā)器件的火災(zāi)報(bào)警信號時，能自動或手動啟動相關(guān)消防設(shè)備并顯示其狀態(tài)的設(shè)備，稱為消防控制設(shè)備，主要包括火災(zāi)報(bào)警控制器，自動滅火系統(tǒng)的控制裝置，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的控制裝置，防煙、排煙系統(tǒng)及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制裝置，常開防火門、防火卷簾的控制裝置，電梯回降控制裝置以及火災(zāi)應(yīng)急廣播、火災(zāi)警報(bào)裝置、消防通信設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志的控制裝置等十類控制裝置中的部分或全部。消防控制設(shè)備一般設(shè)置在消防控制中心，以便于實(shí)行集中統(tǒng)一控制。也有的消防控制設(shè)備設(shè)置在被控消防設(shè)備所在現(xiàn)場，但其動作信號則必須返回消防控制室，實(shí)行集中與分散相結(jié)合的控制方式。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 5）

56、電源火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)屬于消防用電設(shè)備，其主電源應(yīng)當(dāng)采用消防電源，備用電源采用蓄電池。系統(tǒng)電源除為火災(zāi)報(bào)警控制器供電外，還為與系統(tǒng)相關(guān)的消防控制設(shè)備等供電。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 2.2.火災(zāi)報(bào)警控制器的功能要求火災(zāi)報(bào)警控制器的功能要求火災(zāi)報(bào)警控制器主要包括電源部分和主機(jī)部分?；馂?zāi)報(bào)警控制器主機(jī)部分承擔(dān)著對火災(zāi)探測器輸出信號的采集、處理、火警判斷、報(bào)警及中繼等功能。 工作模式，即采集探測源信號輸入單元自動監(jiān)測單元輸出單元。同時，為了方便使用和擴(kuò)展功能，又附加上人機(jī)接口鍵盤、顯示單元、輸出聯(lián)動控制部分、計(jì)算機(jī)通信單元、打印機(jī)部分等。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 火災(zāi)報(bào)警控制器主機(jī)部分的主要功能如

57、下：(1）故障聲光報(bào)警。當(dāng)火災(zāi)探測器回路斷路、短路、出現(xiàn)自身故障和系統(tǒng)故障時，火災(zāi)報(bào)警控制器均應(yīng)進(jìn)行聲、光報(bào)警，指示具體故障部位。(2）火災(zāi)聲光報(bào)警。當(dāng)火災(zāi)探測器、手動報(bào)警按鈕或其他火災(zāi)報(bào)警信號單元發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號時，火災(zāi)報(bào)警控制器應(yīng)能夠迅速、準(zhǔn)確地接收、處理火災(zāi)報(bào)警信號，進(jìn)行火災(zāi)聲光報(bào)警，指示具體火災(zāi)報(bào)警部位和時間。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 (3）火災(zāi)報(bào)警優(yōu)先?；馂?zāi)報(bào)警控制器在報(bào)故障時，如果出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警信號，應(yīng)能夠自動切換到火災(zāi)聲光報(bào)警狀態(tài)。若故障信號依然存在，則只有在火情被排除、人工進(jìn)行火災(zāi)信號復(fù)位后，火災(zāi)報(bào)警控制器才能夠轉(zhuǎn)換到故障報(bào)警狀態(tài)。(4）火災(zāi)報(bào)警記憶。當(dāng)火災(zāi)報(bào)警控制器接收到火災(zāi)探測器的火災(zāi)報(bào)警信號時，應(yīng)能夠保持并記憶，不可隨火災(zāi)報(bào)警信號源的消失而消失，同時應(yīng)還能夠接收、處理其他火災(zāi)報(bào)警信號。 第5章環(huán)境與災(zāi)害參數(shù)檢測 (5）聲光報(bào)警消聲及