基础知识培训课件-李其民资料

1、学习(xux)的主要内容气体检测仪器仪表基本概念防护级别防爆知识(zh shi)不同传感器应用环境共二十九页气体(qt)基本知识燃气燃气是气体(qt)燃料的总称种类很多，主要有天然气、人工燃气（俗称煤气）、液化石油气和沼气；而“可燃气体(qt)”则是一个很宽泛的概念，指凡是在空气中浓度积累到一定的浓度能够发生燃烧或爆炸的气体(qt)总称。 LNGLNG（Liquefied natural gas），即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。而LNG则是通过在常压下气态的天然气冷却至 -162，使之凝结成液体，液化天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性 。CN

2、G压缩天然气(Compressed Natural Gas)是天然气加压并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用。 共二十九页气体(qt)基本知识LPG 液化石油气(Liquefied Petroleum Gas) 的主要组分是丙烷（超过95%），还有少量的丁烷。LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。管道燃气 管道液化气是从气源点（气化站）将液态的液化石油气气化后用市政管网送到千家万户，与瓶装气供应相比具有安全、稳定、卫生、方便等优点。爆炸极限可燃气体（或粉尘）与空气或其他气体混合后，在点火时能发生爆炸的浓度，在空气中都有两个爆炸极限。下

3、限是可燃气体（或粉尘）在空气中进行燃烧或爆炸所需要燃气与空气的最小比例；上限是可燃气体与空气的最大浓度比例。着火温度 燃料能连续燃烧的最低温度，称着火温度。在常压（大气压）下，液化石油气的着火温度为365460，天然气的着火温度为270540，城市煤气着火温度为270605。其着火温度比其它(qt)燃料要低的多，所以又叫易燃气体。 共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念 响应时间：是指在试验条件下，从检测器接触被测气体至达到稳定指示值的时间。通常，读取达到稳定值90%的时间作为响应时间。 即常见的T90。也有的用T表示(biosh)，此时T的值未定，但一般表示90%、 80%或者70%。脱

4、附时间：也有叫做恢复时间、归零时间；是指在试验条件下，从检测器脱离被测气体至恢复监视状态的时间。通常是读取恢复到稳定指示值的10%的时间作为恢复时间。 共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念零点漂移：是指探测器在使用一段时间或应用到新的环境时探测器在洁净空气中的示值大于或小于零的现象。一般零点漂移都是由于环境温湿度变化较大而产生的。这个现象几乎所有(suyu)的探测器都无法避免，但设计较好的探测器一般都可以通过零点平移进行校正。这也是有些企业宣传所谓的智能自动校准。一般的零点平移分为自动和手动两种方式，请大家想着对比一下两种方式的优点和缺点？共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念零点气

5、：是指不含被测气体或其他干扰气体的清洁的空气或氮气 标准气体：成分、浓度和精度均为已知的气体；标准气按平衡气体可分为(fn wi)氮气平衡和空气平衡。 标定：是指用一定浓度的标准气对报警器的示值进行校准，一般包括零点标定和量程点标定。零点标定一般指的是在高纯氮气或清洁空气环境进行的标定。量程点标定指的是在一定浓度下对报警器的标定。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念预热：探测器上电后，输出值不稳定，等待输出值稳定的这段时间称为预热；大家回想一下我们公司各种探测器的预热时间？传感器中毒：当传感器在通电状态时，如果接触到浓度远超出(choch)其量程或者其它可能导致传感器失效的气体（H2S）

6、和有机（硅）无机物时，有可能造成传感器的输出值一直维持在高位或者低位。中毒的传感器有些一段时间后可恢复，有些不可恢复。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念报警设定值：预置的气体报警浓度值；探测器在出厂时预置，期望当气体浓度大于此值时报警。（氧气可能小于）报警动作值：探测器报警时对应的最小气体浓度值。（氧气可能是最大）多级报警：探测器按情况(qngkung)预置多种气体报警浓度值；分别让探测器在不同的浓度发出不同的报警信号。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念爆炸性环境及防爆电气设备：含有爆炸性混合物的环境，称为爆炸性环境。按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备，

7、成为爆炸性环境用防爆电气设备。爆炸极限(Flammable limits)：单位(dnwi)通常是百分比，指在空气(或氧化剂)中含有某种气体的百分比。它分为爆炸上限（英文upper explode limit的简写UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的简写LEL）。低于爆炸下限，混合气中的可燃气的含量不足，不能引起燃烧或爆炸，高于上限混合气中的氧气的含量不足，也不能引起燃烧或爆炸。常见可燃气体爆炸下限为：甲烷50000ppm、丙烷22000ppm、氢气40000ppm、一氧化碳125000ppm、氨气47000ppm、乙炔15000ppm。共二十九页气体(qt)检测仪

8、器仪表基本概念ppm（Parts Per Million）：浓度测量单位，一般用于气体检测领域。例如：混合空气中含有1ppm的硫化氢意味着每一百万单位体积的气体中含有一个(y )单位体积的硫化氢。VOL：指的是气体体积百分比。如5%VOL指的是特定气体在空气中的体积占5%。相互之间的关系：一般来说ppm用在较为精确的测量；LEL用于测爆的场合；VOL的数量级是它们三个中最大的。我们举个例子：如甲烷的爆炸下限是5%VOL，所以10%LEL的甲烷气体有以下对应关系： 10%LEL=5000ppm=0.5%VOL。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念有毒气体TWA（ppm） STEL(ppm)

9、 IDLH（ppm） MAC (mg/m3) 氨气(NH3) 25 35 500 30 一氧化碳(CO) 25 -1500 30 氯气(Cl2) 0.5 1 30 1 氰化氢(HCN) 10 4.7 50 0.3 硫化氢(H2S) 10 15 300 10 一氧化氮(NO) 25 -100 -二氧化硫(SO2) 2 5 100 15 VOC* 50 100 -共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念量程：指探测器可以测量被测气体的范围。常见的气体量程为：0 -100%LEL（可然气体或挥发性有机气体）；0-1000ppm（一氧化碳）；0-100ppm H2SF.S：我们(w men)在报警器

10、说明书上常常见到F.S的概念，它指的是全量程。如5% F.S指的是全量程最大显示误差为满量程的5% 。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念智能分区：也叫联动关系可编程，指控制器可以把探测器按需和继电器输出对应起来就是我们(w men)所谓的智能分区。让我们(w men)一起回忆一下我们(w men)公司有智能分区功能的控制器。总线和分线：总线和分线是就控制器与探测器的连接方式而言。如果，每个探测器都需要一根电线才能完成与控制器的通讯，则称此种连接方式为分线连接。如果，几个探测器可以共用一根电线完成与控制器的通讯，则称此种连接方式为总线连接。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念总线一

11、般传输的是数字信号，它的形式很多，如RS485总线；CAN总线等RS485串行总线：规定了双端电气接口形式，其标准是双端线传输信号。如果其中一条线是逻辑1状态，另一条就为逻辑0。因电压回路是双向差分的，故可抑制传输回路中的共模干扰，大大的改善通信性能。总线主要应用在探测器数量多，分布集中，离控制室较远的场合。其优点是数字信号，探测器和控制器间可传输命令，较为智能化；方便布线。缺点是协议(xiy)相互不统一，可换型差；系统相对脆弱，有时一个探测器损坏可能导致系统崩溃。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念分线一般传输的是模拟信号，我们一般采用两线制4-20mA信号或三线制4-20mA信号；一

12、般4mA对应量程的底限，而20mA则对应量程的高限。分线主要应用在探测器数量少，分布不集中，离控制室较近且系统安全要求较高的场合。其优点是系统安全可靠；行业内控制器互换性高。；方便布线。缺点是探测器和控制器间可传输命令(mng lng)，不够智能化；布线不方便。两线制和三线制的区别：地线，既传信号又传电源，功耗。共二十九页气体(qt)检测仪器仪表基本概念为克服分线制不够智能(zh nn)的弱点，现在有hart传输。为克服总线互换性差的弱点，现在有modbus通讯协议，但现在的modbus通讯协议还很少用在探测器和控制器的通讯，一般用在控制器和上位机的通讯，因为一般的工控机都用modbus通讯接

13、口。共二十九页 共同了解的主要(zhyo)内容防护等级简介(jin ji)防爆基本知识防爆应用共二十九页防护(fngh)级别IP防护等级体系 IP 表示Ingress Protection（进入防护）。作为应用于易爆危险区的仪表，对其外壳的保护等级作出规定，IEC144规定的壳体保护等级由一个对应其抗外界物体冲击与穿刺(chunc)能力及防水能力的代码表示，表示防护等级的代号通常由特征字母IP和二个特征数字组成。特征数字的含义见表。防护等级用IPxx 表示，IP后面的第一个数字表示固体物的大小，第二个数字表示液体。共二十九页防护(fngh)级别第一类防护型式：防止固体异物进入电器内部及防止人体

14、触及内部的带电(di din)或运动部分的防护。数字特征符号简短说明型号含义无防护没有专门防护能防止直径小于50mm的固体异物能防止直径大于50mm的固体物进入壳内能防止人体的某一大面积部分(如手)偶然或意外触及壳内带电部分或运动部件,不能防止有意识的接近能防止直径不小于12.5mm的固体异物能防止直径大于12mm、长度不大于80mm的固体物进入壳内能防止手指触及壳内带电部分或运动部件能防止直径不小于2.5mm的固体异物1.mm的固体异物能防止直径大于2.5mm的固体物进入壳内能防止厚度(或直径)大于2.5mm的工具、金属线触及壳内带电部分或动动部件防尘不能安全防止尘埃进入壳内，但进尘量不足以

15、影响电器的正常运行尘密无尘进入共二十九页防护(fngh)级别第二类防护型式：防止水入内部(nib)达到有害程度的防护 数字特征符号简短说明型号含义无防护没有专门防护1防滴垂直滴水无有害影响215防滴当外壳从正常位置倾斜15以内时，垂直滴水无有害影响3防淋水以垂直60范围内的淋水无有害影响4防溅水任何方向溅水无有害影响5防喷水任何方向喷水无有害影响6防海浪猛烈海浪或强列喷水时，进入外壳水量不致达到有害程度7防浸水影响浸入规定压力的水中经规定时间后进入外壳水量不致达到有害程度8防潜水影响能按制造厂规定的条件长期潜水共二十九页防爆(fn bo)知识仪表行业中常见的三种防爆原理1、控制易爆气体方法：人

16、为地在危险场所（我们把同时具备发生爆炸所需的三个条件的工业现场称为危险场所）营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装在其中典型代表：正压型防爆方法Exp。工作原理是：在一个密封的箱体内，充满不含易爆气体的洁净气体或惰性气体，并保持箱内气压略高于箱外气压，将仪表安装在箱内。常用于再线分析仪表的防爆和将计算机、PLC、操作站或其它仪表置于现场的正压型防爆仪表柜。2、控制爆炸范围方法：人为地将爆炸限制在一个有限的局部范围内，使该范围内的爆炸不致于引起更大范围的爆炸。典型代表：隔爆型防爆方法Exd。工作原理是：为仪表设计一个足够坚固的壳体，按标准严格地设计、制造和安装所有的界面，使在壳体内发生的爆炸不

17、致于引发壳体外危险性气体（易爆气体）的爆炸。隔爆防爆方法的设计与制造规范极其严格而且安装、接线(ji xin)和维修的操作规程也非常严格。该方法决定了隔爆的电气设备、仪表往往非常笨重，操作须断电等，但许多情况下也是最有效的办法。共二十九页防爆(fn bo)知识3、控制引爆源方法：人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的表面温升。典型代表：本安型防爆方法Ex 。工作原理是：利用安全栅技术，将提供给现场仪表(ybio)的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表(ybio)表面温升的安全范围内。按照国际标准和我国的国家标准，当安全栅安全区一侧所接设备发生任何故障

18、（不超过250V电压）时，本质安全防爆方法确保危险现场的防爆安全。Ex ia 级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发生二个故障时均不会使爆炸性气体混合物发生爆炸。因此该方法是最安全可靠的防爆方法。共二十九页防爆(fn bo)知识防爆标志格式将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，最小点燃温度以及现场(xinchng)爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场(xinchng)防爆设备的防爆标志和防爆形式。防爆电气设备按GB 3836标准要求，防爆电气设备的防爆标志内容包括：表1防爆标志格式：示例 Ex (ia) C T4说明 防爆标记 防爆型式 设备类别+气体组别温度组别1

19、、防爆标志：表示该设备为防爆电气设备2、防爆型式：表明该设备采用何种措施进行防爆，根据国家标准GB 383683，我国的防爆电气设备其防爆结构形式有：隔爆型、增安型、本质安全型、正压型、油浸型、充砂型、浇封型、n型、特殊型、粉尘防爆型等。共二十九页防爆(fn bo)知识型式标 志防 爆 原 理图示隔爆型d将设备在正常运行时，能产生火花电弧的部件置于隔爆外壳内，隔爆外壳能承受内部的爆炸压力而不致损失，并能保证内部的火焰气体通过间隙传播时，降低能量，不足以引爆壳外的气体。增安型e在正常运行时不会产生电弧，火花和危险高温，在结构上再进一步采取保护措施，提高设备的安全性和可靠性。正压型p保持内部保护气

20、体的压力高于周围以免爆炸性混合物进入外壳或足量的保护气体通过外壳，使内部的爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下。本安型ia设备内部的电路在规定的条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物。ib是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备共二十九页防爆(fn bo)知识3、设备类别爆炸性气体环境用电气设备分为：I类：煤矿井下用电气设备；II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。4、气体组别爆炸性气体混合物的传爆能力，标志着其爆炸危险(wixin)程度的高低，爆炸性混合物的传爆能力越大，其危险(wixin)性越高。爆炸性混合物的传爆能力可用

21、最大试验安全间隙表示。同时，爆炸性气体、液体蒸气、薄雾被点燃的难易程度也标志着其爆炸危险(wixin)程度的高低，它用最小点燃电流比表示。II类隔爆型电气设备或本质安全型电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙或最小点燃电流比，进一步分为IIA、IIB和IIC类。如下表所示 共二十九页防爆(fn bo)知识工况类别气体分类代表性气体最小引爆火花能量矿井下 甲烷0.280mJ 矿井外的工厂A 丙烷0.180mJ B 乙烯0.060mJ C 氢气0.019mJ 共二十九页防爆(fn bo)知识5、温度组别按国家标准GB38362000，II类防爆电气设备根据(gnj)其最高表面温度划分为6组，标志为T1T6。（在环境温度40时，当电气设备故障状态下产生的最高表面温度） 温度组安全的物体表面温度引燃温度T(） 常见爆炸性气体T1 450 450T 氢气、丙烯腈等46 种T2 3