基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件-李其民資料

1、學(xué)習(xí)(xux)的主要內(nèi)容氣體檢測(cè)儀器儀表基本概念防護(hù)級(jí)別防爆知識(shí)(zh shi)不同傳感器應(yīng)用環(huán)境共二十九頁(yè)氣體(qt)基本知識(shí)燃?xì)馊細(xì)馐菤怏w(qt)燃料的總稱種類很多，主要有天然氣、人工燃?xì)猓ㄋ追Q煤氣）、液化石油氣和沼氣；而“可燃?xì)怏w(qt)”則是一個(gè)很寬泛的概念，指凡是在空氣中濃度積累到一定的濃度能夠發(fā)生燃燒或爆炸的氣體(qt)總稱。 LNGLNG（Liquefied natural gas），即液化天然氣的英文縮寫(xiě)。天然氣是在氣田中自然開(kāi)采出來(lái)的可燃?xì)怏w，主要成分由甲烷組成。而LNG則是通過(guò)在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至 -162，使之凝結(jié)成液體，液化天然氣無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性 。CN

2、G壓縮天然氣(Compressed Natural Gas)是天然氣加壓并以氣態(tài)儲(chǔ)存在容器中。它與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料利用。 共二十九頁(yè)氣體(qt)基本知識(shí)LPG 液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas) 的主要組分是丙烷（超過(guò)95%），還有少量的丁烷。LPG在適當(dāng)?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐容器中，常被用作炊事燃料。管道燃?xì)?管道液化氣是從氣源點(diǎn)（氣化站）將液態(tài)的液化石油氣氣化后用市政管網(wǎng)送到千家萬(wàn)戶，與瓶裝氣供應(yīng)相比具有安全、穩(wěn)定、衛(wèi)生、方便等優(yōu)點(diǎn)。爆炸極限可燃?xì)怏w（或粉塵）與空氣或其他氣體混合后，在點(diǎn)火時(shí)能發(fā)生爆炸的濃度，在空氣中都有兩個(gè)爆炸極限。下

3、限是可燃?xì)怏w（或粉塵）在空氣中進(jìn)行燃燒或爆炸所需要燃?xì)馀c空氣的最小比例；上限是可燃?xì)怏w與空氣的最大濃度比例。著火溫度 燃料能連續(xù)燃燒的最低溫度，稱著火溫度。在常壓（大氣壓）下，液化石油氣的著火溫度為365460，天然氣的著火溫度為270540，城市煤氣著火溫度為270605。其著火溫度比其它(qt)燃料要低的多，所以又叫易燃?xì)怏w。 共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念 響應(yīng)時(shí)間：是指在試驗(yàn)條件下，從檢測(cè)器接觸被測(cè)氣體至達(dá)到穩(wěn)定指示值的時(shí)間。通常，讀取達(dá)到穩(wěn)定值90%的時(shí)間作為響應(yīng)時(shí)間。 即常見(jiàn)的T90。也有的用T表示(biosh)，此時(shí)T的值未定，但一般表示90%、 80%或者70%。脫

4、附時(shí)間：也有叫做恢復(fù)時(shí)間、歸零時(shí)間；是指在試驗(yàn)條件下，從檢測(cè)器脫離被測(cè)氣體至恢復(fù)監(jiān)視狀態(tài)的時(shí)間。通常是讀取恢復(fù)到穩(wěn)定指示值的10%的時(shí)間作為恢復(fù)時(shí)間。 共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念零點(diǎn)漂移：是指探測(cè)器在使用一段時(shí)間或應(yīng)用到新的環(huán)境時(shí)探測(cè)器在潔凈空氣中的示值大于或小于零的現(xiàn)象。一般零點(diǎn)漂移都是由于環(huán)境溫濕度變化較大而產(chǎn)生的。這個(gè)現(xiàn)象幾乎所有(suyu)的探測(cè)器都無(wú)法避免，但設(shè)計(jì)較好的探測(cè)器一般都可以通過(guò)零點(diǎn)平移進(jìn)行校正。這也是有些企業(yè)宣傳所謂的智能自動(dòng)校準(zhǔn)。一般的零點(diǎn)平移分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，請(qǐng)大家想著對(duì)比一下兩種方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念零點(diǎn)氣

5、：是指不含被測(cè)氣體或其他干擾氣體的清潔的空氣或氮?dú)?標(biāo)準(zhǔn)氣體：成分、濃度和精度均為已知的氣體；標(biāo)準(zhǔn)氣按平衡氣體可分為(fn wi)氮?dú)馄胶夂涂諝馄胶狻?標(biāo)定：是指用一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)報(bào)警器的示值進(jìn)行校準(zhǔn)，一般包括零點(diǎn)標(biāo)定和量程點(diǎn)標(biāo)定。零點(diǎn)標(biāo)定一般指的是在高純氮?dú)饣蚯鍧嵖諝猸h(huán)境進(jìn)行的標(biāo)定。量程點(diǎn)標(biāo)定指的是在一定濃度下對(duì)報(bào)警器的標(biāo)定。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念預(yù)熱：探測(cè)器上電后，輸出值不穩(wěn)定，等待輸出值穩(wěn)定的這段時(shí)間稱為預(yù)熱；大家回想一下我們公司各種探測(cè)器的預(yù)熱時(shí)間？傳感器中毒：當(dāng)傳感器在通電狀態(tài)時(shí)，如果接觸到濃度遠(yuǎn)超出(choch)其量程或者其它可能導(dǎo)致傳感器失效的氣體（H2S）

6、和有機(jī)（硅）無(wú)機(jī)物時(shí)，有可能造成傳感器的輸出值一直維持在高位或者低位。中毒的傳感器有些一段時(shí)間后可恢復(fù)，有些不可恢復(fù)。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念報(bào)警設(shè)定值：預(yù)置的氣體報(bào)警濃度值；探測(cè)器在出廠時(shí)預(yù)置，期望當(dāng)氣體濃度大于此值時(shí)報(bào)警。（氧氣可能小于）報(bào)警動(dòng)作值：探測(cè)器報(bào)警時(shí)對(duì)應(yīng)的最小氣體濃度值。（氧氣可能是最大）多級(jí)報(bào)警：探測(cè)器按情況(qngkung)預(yù)置多種氣體報(bào)警濃度值；分別讓探測(cè)器在不同的濃度發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào)。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念爆炸性環(huán)境及防爆電氣設(shè)備：含有爆炸性混合物的環(huán)境，稱為爆炸性環(huán)境。按規(guī)定條件設(shè)計(jì)制造而不會(huì)引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備，

7、成為爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備。爆炸極限(Flammable limits)：?jiǎn)挝?dnwi)通常是百分比，指在空氣(或氧化劑)中含有某種氣體的百分比。它分為爆炸上限（英文upper explode limit的簡(jiǎn)寫(xiě)UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的簡(jiǎn)寫(xiě)LEL）。低于爆炸下限，混合氣中的可燃?xì)獾暮坎蛔?，不能引起燃燒或爆炸，高于上限混合氣中的氧氣的含量不足，也不能引起燃燒或爆炸。常?jiàn)可燃?xì)怏w爆炸下限為：甲烷50000ppm、丙烷22000ppm、氫氣40000ppm、一氧化碳125000ppm、氨氣47000ppm、乙炔15000ppm。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀

8、器儀表基本概念ppm（Parts Per Million）：濃度測(cè)量單位，一般用于氣體檢測(cè)領(lǐng)域。例如：混合空氣中含有1ppm的硫化氫意味著每一百萬(wàn)單位體積的氣體中含有一個(gè)(y )單位體積的硫化氫。VOL：指的是氣體體積百分比。如5%VOL指的是特定氣體在空氣中的體積占5%。相互之間的關(guān)系：一般來(lái)說(shuō)ppm用在較為精確的測(cè)量；LEL用于測(cè)爆的場(chǎng)合；VOL的數(shù)量級(jí)是它們?nèi)齻€(gè)中最大的。我們舉個(gè)例子：如甲烷的爆炸下限是5%VOL，所以10%LEL的甲烷氣體有以下對(duì)應(yīng)關(guān)系： 10%LEL=5000ppm=0.5%VOL。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念有毒氣體TWA（ppm） STEL(ppm)

9、 IDLH（ppm） MAC (mg/m3) 氨氣(NH3) 25 35 500 30 一氧化碳(CO) 25 -1500 30 氯氣(Cl2) 0.5 1 30 1 氰化氫(HCN) 10 4.7 50 0.3 硫化氫(H2S) 10 15 300 10 一氧化氮(NO) 25 -100 -二氧化硫(SO2) 2 5 100 15 VOC* 50 100 -共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念量程：指探測(cè)器可以測(cè)量被測(cè)氣體的范圍。常見(jiàn)的氣體量程為：0 -100%LEL（可然氣體或揮發(fā)性有機(jī)氣體）；0-1000ppm（一氧化碳）；0-100ppm H2SF.S：我們(w men)在報(bào)警器

10、說(shuō)明書(shū)上常常見(jiàn)到F.S的概念，它指的是全量程。如5% F.S指的是全量程最大顯示誤差為滿量程的5% 。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念智能分區(qū)：也叫聯(lián)動(dòng)關(guān)系可編程，指控制器可以把探測(cè)器按需和繼電器輸出對(duì)應(yīng)起來(lái)就是我們(w men)所謂的智能分區(qū)。讓我們(w men)一起回憶一下我們(w men)公司有智能分區(qū)功能的控制器?？偩€和分線：總線和分線是就控制器與探測(cè)器的連接方式而言。如果，每個(gè)探測(cè)器都需要一根電線才能完成與控制器的通訊，則稱此種連接方式為分線連接。如果，幾個(gè)探測(cè)器可以共用一根電線完成與控制器的通訊，則稱此種連接方式為總線連接。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念總線一

11、般傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，它的形式很多，如RS485總線；CAN總線等RS485串行總線：規(guī)定了雙端電氣接口形式，其標(biāo)準(zhǔn)是雙端線傳輸信號(hào)。如果其中一條線是邏輯1狀態(tài)，另一條就為邏輯0。因電壓回路是雙向差分的，故可抑制傳輸回路中的共模干擾，大大的改善通信性能。總線主要應(yīng)用在探測(cè)器數(shù)量多，分布集中，離控制室較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字信號(hào)，探測(cè)器和控制器間可傳輸命令，較為智能化；方便布線。缺點(diǎn)是協(xié)議(xiy)相互不統(tǒng)一，可換型差；系統(tǒng)相對(duì)脆弱，有時(shí)一個(gè)探測(cè)器損壞可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念分線一般傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，我們一般采用兩線制4-20mA信號(hào)或三線制4-20mA信號(hào)；一

12、般4mA對(duì)應(yīng)量程的底限，而20mA則對(duì)應(yīng)量程的高限。分線主要應(yīng)用在探測(cè)器數(shù)量少，分布不集中，離控制室較近且系統(tǒng)安全要求較高的場(chǎng)合。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)安全可靠；行業(yè)內(nèi)控制器互換性高。；方便布線。缺點(diǎn)是探測(cè)器和控制器間可傳輸命令(mng lng)，不夠智能化；布線不方便。兩線制和三線制的區(qū)別：地線，既傳信號(hào)又傳電源，功耗。共二十九頁(yè)氣體(qt)檢測(cè)儀器儀表基本概念為克服分線制不夠智能(zh nn)的弱點(diǎn)，現(xiàn)在有hart傳輸。為克服總線互換性差的弱點(diǎn)，現(xiàn)在有modbus通訊協(xié)議，但現(xiàn)在的modbus通訊協(xié)議還很少用在探測(cè)器和控制器的通訊，一般用在控制器和上位機(jī)的通訊，因?yàn)橐话愕墓た貦C(jī)都用modbus通訊接

13、口。共二十九頁(yè) 共同了解的主要(zhyo)內(nèi)容防護(hù)等級(jí)簡(jiǎn)介(jin ji)防爆基本知識(shí)防爆應(yīng)用共二十九頁(yè)防護(hù)(fngh)級(jí)別IP防護(hù)等級(jí)體系 IP 表示Ingress Protection（進(jìn)入防護(hù)）。作為應(yīng)用于易爆危險(xiǎn)區(qū)的儀表，對(duì)其外殼的保護(hù)等級(jí)作出規(guī)定，IEC144規(guī)定的殼體保護(hù)等級(jí)由一個(gè)對(duì)應(yīng)其抗外界物體沖擊與穿刺(chunc)能力及防水能力的代碼表示，表示防護(hù)等級(jí)的代號(hào)通常由特征字母IP和二個(gè)特征數(shù)字組成。特征數(shù)字的含義見(jiàn)表。防護(hù)等級(jí)用IPxx 表示，IP后面的第一個(gè)數(shù)字表示固體物的大小，第二個(gè)數(shù)字表示液體。共二十九頁(yè)防護(hù)(fngh)級(jí)別第一類防護(hù)型式：防止固體異物進(jìn)入電器內(nèi)部及防止人體

14、觸及內(nèi)部的帶電(di din)或運(yùn)動(dòng)部分的防護(hù)。數(shù)字特征符號(hào)簡(jiǎn)短說(shuō)明型號(hào)含義無(wú)防護(hù)沒(méi)有專門防護(hù)能防止直徑小于50mm的固體異物能防止直徑大于50mm的固體物進(jìn)入殼內(nèi)能防止人體的某一大面積部分(如手)偶然或意外觸及殼內(nèi)帶電部分或運(yùn)動(dòng)部件,不能防止有意識(shí)的接近能防止直徑不小于12.5mm的固體異物能防止直徑大于12mm、長(zhǎng)度不大于80mm的固體物進(jìn)入殼內(nèi)能防止手指觸及殼內(nèi)帶電部分或運(yùn)動(dòng)部件能防止直徑不小于2.5mm的固體異物1.mm的固體異物能防止直徑大于2.5mm的固體物進(jìn)入殼內(nèi)能防止厚度(或直徑)大于2.5mm的工具、金屬線觸及殼內(nèi)帶電部分或動(dòng)動(dòng)部件防塵不能安全防止塵埃進(jìn)入殼內(nèi)，但進(jìn)塵量不足以

15、影響電器的正常運(yùn)行塵密無(wú)塵進(jìn)入共二十九頁(yè)防護(hù)(fngh)級(jí)別第二類防護(hù)型式：防止水入內(nèi)部(nib)達(dá)到有害程度的防護(hù) 數(shù)字特征符號(hào)簡(jiǎn)短說(shuō)明型號(hào)含義無(wú)防護(hù)沒(méi)有專門防護(hù)1防滴垂直滴水無(wú)有害影響215防滴當(dāng)外殼從正常位置傾斜15以內(nèi)時(shí)，垂直滴水無(wú)有害影響3防淋水以垂直60范圍內(nèi)的淋水無(wú)有害影響4防濺水任何方向?yàn)R水無(wú)有害影響5防噴水任何方向噴水無(wú)有害影響6防海浪猛烈海浪或強(qiáng)列噴水時(shí)，進(jìn)入外殼水量不致達(dá)到有害程度7防浸水影響浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定時(shí)間后進(jìn)入外殼水量不致達(dá)到有害程度8防潛水影響能按制造廠規(guī)定的條件長(zhǎng)期潛水共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)儀表行業(yè)中常見(jiàn)的三種防爆原理1、控制易爆氣體方法：人

16、為地在危險(xiǎn)場(chǎng)所（我們把同時(shí)具備發(fā)生爆炸所需的三個(gè)條件的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)稱為危險(xiǎn)場(chǎng)所）營(yíng)造出一個(gè)沒(méi)有易爆氣體的空間，將儀表安裝在其中典型代表：正壓型防爆方法Exp。工作原理是：在一個(gè)密封的箱體內(nèi)，充滿不含易爆氣體的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內(nèi)氣壓略高于箱外氣壓，將儀表安裝在箱內(nèi)。常用于再線分析儀表的防爆和將計(jì)算機(jī)、PLC、操作站或其它儀表置于現(xiàn)場(chǎng)的正壓型防爆儀表柜。2、控制爆炸范圍方法：人為地將爆炸限制在一個(gè)有限的局部范圍內(nèi)，使該范圍內(nèi)的爆炸不致于引起更大范圍的爆炸。典型代表：隔爆型防爆方法Exd。工作原理是：為儀表設(shè)計(jì)一個(gè)足夠堅(jiān)固的殼體，按標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格地設(shè)計(jì)、制造和安裝所有的界面，使在殼體內(nèi)發(fā)生的爆炸不

17、致于引發(fā)殼體外危險(xiǎn)性氣體（易爆氣體）的爆炸。隔爆防爆方法的設(shè)計(jì)與制造規(guī)范極其嚴(yán)格而且安裝、接線(ji xin)和維修的操作規(guī)程也非常嚴(yán)格。該方法決定了隔爆的電氣設(shè)備、儀表往往非常笨重，操作須斷電等，但許多情況下也是最有效的辦法。共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)3、控制引爆源方法：人為地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的表面溫升。典型代表：本安型防爆方法Ex 。工作原理是：利用安全柵技術(shù)，將提供給現(xiàn)場(chǎng)儀表(ybio)的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆的火花，又不能產(chǎn)生足以引爆的儀表(ybio)表面溫升的安全范圍內(nèi)。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)安全柵安全區(qū)一側(cè)所接設(shè)備發(fā)生任何故障

18、（不超過(guò)250V電壓）時(shí)，本質(zhì)安全防爆方法確保危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的防爆安全。Ex ia 級(jí)本質(zhì)安全設(shè)備在正常工作、發(fā)生一個(gè)故障、發(fā)生二個(gè)故障時(shí)均不會(huì)使爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸。因此該方法是最安全可靠的防爆方法。共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)防爆標(biāo)志格式將工廠或礦區(qū)的爆炸危險(xiǎn)介質(zhì)，按其引燃能量，最小點(diǎn)燃溫度以及現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)爆炸性危險(xiǎn)氣體存在的時(shí)間周期進(jìn)行科學(xué)分類分級(jí)，以確定現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)防爆設(shè)備的防爆標(biāo)志和防爆形式。防爆電氣設(shè)備按GB 3836標(biāo)準(zhǔn)要求，防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志內(nèi)容包括：表1防爆標(biāo)志格式：示例 Ex (ia) C T4說(shuō)明 防爆標(biāo)記 防爆型式 設(shè)備類別+氣體組別溫度組別1

19、、防爆標(biāo)志：表示該設(shè)備為防爆電氣設(shè)備2、防爆型式：表明該設(shè)備采用何種措施進(jìn)行防爆，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 383683，我國(guó)的防爆電氣設(shè)備其防爆結(jié)構(gòu)形式有：隔爆型、增安型、本質(zhì)安全型、正壓型、油浸型、充砂型、澆封型、n型、特殊型、粉塵防爆型等。共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)型式標(biāo) 志防 爆 原 理圖示隔爆型d將設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，能產(chǎn)生火花電弧的部件置于隔爆外殼內(nèi)，隔爆外殼能承受內(nèi)部的爆炸壓力而不致?lián)p失，并能保證內(nèi)部的火焰氣體通過(guò)間隙傳播時(shí)，降低能量，不足以引爆殼外的氣體。增安型e在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電弧，火花和危險(xiǎn)高溫，在結(jié)構(gòu)上再進(jìn)一步采取保護(hù)措施，提高設(shè)備的安全性和可靠性。正壓型p保持內(nèi)部保護(hù)氣

20、體的壓力高于周圍以免爆炸性混合物進(jìn)入外殼或足量的保護(hù)氣體通過(guò)外殼，使內(nèi)部的爆炸性混合物的濃度降至爆炸下限以下。本安型ia設(shè)備內(nèi)部的電路在規(guī)定的條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物。ib是正常工作和施加一個(gè)故障條件下，不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)3、設(shè)備類別爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備分為：I類：煤礦井下用電氣設(shè)備；II類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。4、氣體組別爆炸性氣體混合物的傳爆能力，標(biāo)志著其爆炸危險(xiǎn)(wixin)程度的高低，爆炸性混合物的傳爆能力越大，其危險(xiǎn)(wixin)性越高。爆炸性混合物的傳爆能力可用

21、最大試驗(yàn)安全間隙表示。同時(shí)，爆炸性氣體、液體蒸氣、薄霧被點(diǎn)燃的難易程度也標(biāo)志著其爆炸危險(xiǎn)(wixin)程度的高低，它用最小點(diǎn)燃電流比表示。II類隔爆型電氣設(shè)備或本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，按其適用于爆炸性氣體混合物的最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比，進(jìn)一步分為IIA、IIB和IIC類。如下表所示 共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)工況類別氣體分類代表性氣體最小引爆火花能量礦井下 甲烷0.280mJ 礦井外的工廠A 丙烷0.180mJ B 乙烯0.060mJ C 氫氣0.019mJ 共二十九頁(yè)防爆(fn bo)知識(shí)5、溫度組別按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB38362000，II類防爆電氣設(shè)備根據(jù)(gnj)其最高表面溫度劃分為6組，標(biāo)志為T1T6。（在環(huán)境溫度40時(shí)，當(dāng)電氣設(shè)備故障狀態(tài)下產(chǎn)生的最高表面溫度） 溫度組安全的物體表面溫度引燃溫度T(） 常見(jiàn)爆炸性氣體T1 450 450T 氫氣、丙烯腈等46 種T2 3