擴散式一氧化碳氣體檢測管制造技術(shù)

一種擴散式一氧化碳氣體檢測管，其特征是，所述檢測管是一根兩端熔封的玻璃管，一種內(nèi)裝活化層析硅膠吸附的亞硫酸鈀鉀（分子式Ｋ↓［２］Ｐ↓［ｄ］（ＳＯ↓［３］）↓［２］）溶液制成的指示粉（含水分１５％），兩端用脫脂棉堵塞所構(gòu)成；一種內(nèi)裝活化層析硅膠吸附的五氧化二碘（分子式Ｉ↓［２］Ｏ↓［５］）溶液和發(fā)煙Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］制成的指示粉（干燥不含水分），兩端用氯綸、睛綸或玻璃纖維堵塞所構(gòu)成。（*該技術(shù)在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及的是一種極其簡易的擴散式氣體檢測裝置。氣體檢測管在使用上可以分為短期檢測管、長期檢測管和擴散檢測管三種。短期檢測管(即目前常用的檢測管)與采樣器一并用于瞬時濃度的測量，測量值表示所測量這段短暫時間內(nèi)的實際濃度；長期檢測管與恒定流量的采樣泵聯(lián)用，可用于8h以內(nèi)的長時間測量，測量值通過簡單的計算即表達這段時間內(nèi)的平均濃度；擴散檢測管可用于8h或24h以內(nèi)的任何時間段的加權(quán)平均濃度的測量。由于擴散檢測管為被動的測量系統(tǒng)，依靠氣體分子在空氣中的擴散作用，所以不需要采樣器或采樣泵就可以進行測量工作。
技術(shù)介紹
擴散式氣體檢測管是依據(jù)氣體擴散原理制成的。被測氣體通過一支恒定面積的管子運動(即分子擴散過程)時與管中所裝的指示粉反應后，可直接讀取暴露期間內(nèi)的任何時間(一般為0.5～24h)的變色長度，然后根據(jù)其暴露時間(單位為h)即可直接轉(zhuǎn)變成為時間加權(quán)平均濃度。其測量原理可用費克(Fick)擴散第一定律在數(shù)學上加以描述。在使用中，假定有效地收集氣體擴散在管子中呈現(xiàn)的平均數(shù)據(jù)，可由費克第一定律得到如下等式M=ALDct······(1)]]>式中M-擴散或污染氣體收集量(ng)；D-擴散系數(shù)(cm2/s)；A-管子的穿過截面(cm2)；L-擴散距離(cm)； t-收集的時間(Seconds)；C-環(huán)境空氣濃度(mg/m3)；因為擴散式檢測管在測量中的變色長度(S)與污染物收集的質(zhì)量有關(guān)，因此，M＝K1(S)…… (2)式中K1是一個依賴于擴散檢測管的制造條件和其他生產(chǎn)參數(shù)的常數(shù)。擴散式檢測管在測量過程中，由于暴露時間長短的關(guān)系和連續(xù)不斷地改變擴散距離的緣故，這個擴散距離L可以依檢測管的變色長度S來確定。又因被測氣體在到達檢測管的零點線以前就已經(jīng)擴散了amm(為根據(jù)檢測管內(nèi)徑大小設(shè)計數(shù))，所以擴散距離在任何時間都是a+變色長度(S)，則L＝S+a…… (3)以等式(2)和(3)中對M和L的等量代入等式(1)得K1(S)＝DCAt/(S+a)…… (4)重新排列得aS+S2＝CtAD/K1…… (5)因為A、D和K1是常數(shù)，則aS+S2＝KCt…… (6)依aS+S2對Ct作圖，將得出一條直線，其斜率為K。即K＝aS+S2/Ct當K(斜率)通過對制造的擴散式檢測管用已知濃度(ppm)的被測氣體和暴露時間(h)標定求出后，測量時被測氣體濃度通過C＝aS+S2/Kt求出。
技術(shù)實現(xiàn)思路
擴散式一氧化碳氣體檢測管，美國MSA公司和德國Drger公司用亞硫酸鈀鉀法已生產(chǎn)多年，我國自1997年開始進行此種檢測管的研制工作，目前已制造出擴散式一氧化碳氣體檢測管，其測量準確度在±25％以內(nèi)，符合有關(guān)國際標準(＜±25％)的要求。為適應煤礦安全生產(chǎn)的需要，在前述K2Pd(SO3)2法的基礎(chǔ)上，將使用多年，測定煤礦氣體中CO的比長式氣體檢測管用的I2O5法進行了旨在用擴散法測定CO的研制工作，也得到同前法的測量效果，其測量準確度也在±25％以內(nèi)。因此兩種方法制造的擴散式一氧化碳氣體檢測管，依據(jù)暴露時間的長短，測量范圍可以由數(shù)個ppm(1ppm＝1×10-6)到數(shù)佰、數(shù)仟或上萬ppm。例如，一支擴散式CO氣體檢測管在測量中，暴露24h，變色長度為2mm時，被測氣體中CO的濃度僅為3ppm；變色長度為20mm時，被測氣體中CO的濃度為93ppm。但若暴露時間為0.5h，變色長度也為20mm時，被測氣體中CO濃度就為4500ppm了。變色長度在0.5h達到30mm時，被測氣體中CO濃度就達近萬ppm。由于暴露時間與變色長度變化的關(guān)系，所以一支擴散式CO氣體檢測管就可以頂短時間檢測管的一、二、三型使用。擴散式CO氣體檢測管，在煤礦，可以佩帶在采、掘人員的上衣口袋上，直接監(jiān)測采煤或掘進工作面空氣中的CO濃度。在使用中，若發(fā)現(xiàn)檢測管變色很快，說明空氣中CO濃度在急劇上升、加大，此時應嚴加注意觀察，并應考慮使用自救器的問題；也可以固定地放置(不需要人看管)在采空區(qū)某個地點，以連續(xù)地監(jiān)測其CO濃度在8h或24h內(nèi)的變化，從而觀察煤炭自然發(fā)火的趨勢；也可以放置在火區(qū)密閉觀測孔中，以連續(xù)監(jiān)測火區(qū)內(nèi)的CO濃度的變化，觀察火區(qū)的燃燒情況。在地面，可以監(jiān)測環(huán)境空氣中CO的濃度；也可以監(jiān)測城市中人工煤氣用戶在使用中極微量的CO泄漏，以防發(fā)生CO慢性中毒；也可以監(jiān)測居民燃煤爐中釋放出的CO濃度，以防煤煙中毒和空氣污染。擴散式CO氣體檢測管，價格低廉，一支檢測管成本只幾角線，且使用方便、簡單。于測量地點，將檢測管從零點一端的指示處整齊地打開后，插入透明的塑料管套中，放置(或懸掛)在欲測地點或佩帶上衣口袋中，被測氣體自行擴散進入到檢測管中，產(chǎn)生顏色的改變。到一定時間，由檢測管上的刻線觀測濃度(ppm)與時間(h)的乘積或變色長度mm，即可求出CO的濃度。若遇特殊情況隨時觀測，可確保人身安全。當使用濃度與時間乘積形檢測管時，由變色處所示的數(shù)字除以暴露時間(h)，即為所測CO濃度(ppm)。例如，變色尾部在200位置，暴露時間為8h，其所測CO濃度為200/8＝25ppm；變色尾部在2600位置，其所測CO濃度為2600/8＝325ppm。當使用變色長度形檢測管時，由觀測到的變色長度(mm)和暴露時間(h)，于制造廠家給出的濃度計算表(或校正曲線)中查出所測CO濃度。例如，變色尾部在10mm處，暴露時間為8h，查表為90ppm；暴露時間為0.5h，查表為1440ppm。對擴散式CO氣體檢測管產(chǎn)生干擾的氣體，一般情況下，經(jīng)前置過濾層即可除去，若遇到特殊情況(如煤炭發(fā)生自燃或礦井火災)干擾氣體濃度大時，在測量時于塑料管套中另加過濾層即可。擴散式CO氣體檢測管的存放壽命，經(jīng)實際實驗考查，若制造、貯存保管得當，可大于兩年。附圖說明擴散式CO氣體檢測管的結(jié)構(gòu)和使用裝置如附圖所示圖1和圖2為兩種不同刻度的擴散式CO氣體檢測管。圖中，1熔封端、2打開處標記、3堵塞物、4過濾層、5指示粉、6刻度線、7玻璃管。圖3為使用時裝置；圖中，1透明塑料管下端堵頭、2檢測管、3透明塑料管套、4透明塑料管帽、5上端開口。具體實施方式本技術(shù)所涉及的兩種擴散式CO氣體檢測管，是用K2Pd(SO3)2法和I2O5法制作的。由于I2O5法是目前制作檢測管常用的方法，作為擴散式檢測管只是標定方法不同，所以就不贅述。在此僅就K2Pd(SO3)2法作一較詳實敘述。制作檢測管的玻璃管內(nèi)徑為2.6～2.7(或3.3～3.4)mm，經(jīng)充分洗滌處理后熔封一端。硅膠為層析硅膠，粒度為80～120(或100～140)目，按常規(guī)方法進行洗滌、烘干、活化后備用。K2Pd(SO3)2溶液的濃度為0.032M，是由0.032M的PdCl2溶液和0.032M的K2S2O5溶液混合而成。以20克硅膠放入三角燒瓶中，加入10ml K2Pd(SO3)2溶液充分搖動均勻后在105℃的烘箱中烘烤1h取出，放入密閉容器中冷至室溫后，再向其中加入3ml蒸餾水，再充分搖勻，裝入瓶中。將多個三角瓶中所配好的指示粉混合均勻后，放在保濕的容器中備用本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊文正，
申請(專利權(quán))人：楊文正，
類型：實用新型
國別省市：