環境中的即時氣體偵測工具─檢知管之原理與使用

2020-01-03

環境中的即時氣體偵測工具─檢知管之原理與使用

能於短時間內直接顯示待測物種類與濃度的氣體監測工具,稱之為直讀式儀器,通常結合採樣(Sampling)與分析(Analysis)兩種功能,可於現場馬上提供監測結果,不需帶回實驗室才分析。即時量測環境中的氣體及濃度,不僅能即時掌握異常狀況,也可防範氣體危害所造成的損失與人員傷害,氣體監測工具在作業環境檢測、緊急應變災害現場氣體種類評估、室內空氣品質檢測、與製程監控等領域,已成為不可或缺之利器。

隨著科技的發展,因應不同應用的直讀式儀器種類繁多,本篇文章將介紹可測定氣體種類繁多、最輕巧易攜帶、操作簡單、又經濟的氣體檢知管,讓您能充份了解其分析原理,並學習如何快速、有效率地監測環境中的氣體種類與濃度。

什麼是檢知管?

檢知管是由玻璃管及管內填充之固體微粒等介質所組成,介質上附著的化學物質可與特定氣體/化合物產生反應,利用化學呈色原理來測定不同物質;經由觀察檢知管顏色改變的程度或變化的長度,即可得知待測化合物的濃度。當採樣之體積固定,檢知管內呈色長度與待測物濃度的對數值成正比,因此可利用此原理進行待測物的定量檢測。

Gastec detector tubes 氣體檢知管

檢知管的主要應用領域

無論是想測定環境中已知氣體的濃度、或是未知氣體的種類,皆是檢知管的應用範圍,可測定之氣體種類達數百種,以下列舉幾項常見的檢知管適用領域:

  • 石油煉製及石油化學工業
    煉油廠及石化工業園區存在許多易燃易爆與危險氣體,必須即時監控氣體濃度的變化,以確保廠區的安全。
  • 勞工作業環境測定
    作業環境測定是為了評估作業環境安全與勞工暴露狀況,因此工作環境中特定氣體的濃度監測需被執行。
  • 畜牧養殖
    畜牧養殖場所因動物的聚集,會產生氨氣(Ammonia)、硫化氫(Hydrogen sulfide)與大量的二氧化碳(Carbon dioxide)等氣體,這些氣體若濃度過高則會危害動物的生長,故其濃度需被謹慎監控。
  • 消防/化學災害/緊急應變
    於災害現場中,即時的氣體檢測有助於辨識與評估化學物質種類與特定危害,檢知管尤其能應用於氯氣(Chlorine)、氨氣(Ammonia)、氟化氫(Hydrogen fluoride),磷化氫(Phosphane)等高危害性氣體之快速確認,如此一來能協助找出洩漏源、評估事故對環境的衝擊等。
  • 學校/實驗室
    在學校實驗室中進行化學實驗,可能會造成有害氣體洩露的風險,故氣體檢測可確保學生與學校人員的安全與健康。
  • 貨櫃燻蒸
    往來於各地的貨櫃需經進行燻蒸處理,消滅附著於貨櫃的有害生物,常見的燻蒸劑有溴甲烷(Bromomethane)、硫醯氟(Sulfuryl Fluoride)、磷化氫(Phosphane)和環氧乙烷(Ethylene Oxide)等,燻蒸殘留濃度若太高可能會造成環境的毒性或影響接觸人員的健康,因此需進行燻蒸殘留的檢測。
氣體檢知管的應用領域
圖1:氣體檢知管的應用領域

如何使用檢知管系統進行簡單又準確的測量

檢知管需搭配檢知器使用,不同廠牌之檢知器與檢知管不宜混合使用。以下舉Gastec檢知管為例介紹操作步驟:

Gastec氣體檢知管器與檢知管的使用方式。
圖2:氣體檢知器與檢知管的使用方式
  • 首先將檢知管尾端插入檢知器上的切管孔,接著旋轉檢知管,使切管孔切割檢知管尖端表面,再把檢知管牢牢固定於切管孔,並將檢知管朝向自己的方向彎曲以破壞管尖(圖2左)。
  • 確認檢知器手柄已完全插入,此時不會看到檢知器手柄上的引導線,接著將檢知管插入檢知器的橡膠連接口,此時檢知管上的箭頭(G)方向指向檢知器(圖2中)。
  • 將檢知器上的引導標記與手柄上的引導標記(▲100 或 ▲50,取決於檢知管的不同)對齊(圖2右)。
圖3:氣體檢知器與檢知管的使用方式(續)
  • 將檢知管管端指向測量點,並沿著引導線將手柄完全拉出(100mL採樣)或拉出一半(50mL採樣)至鎖定位置(圖3左)。
  • 待採樣時間結束,可透過使用內建的移動式完成指標、或是使用手柄執行功能確認採樣完成與否(圖3右)。

檢知管測定結果之判讀

圖4中列出三種不同型式的檢知管呈色結果:在圖4(上)的例子中,若顏色變化層末端為水平的檢知管,需讀取顏色變化層末端的值,其讀值應為5%。若顏色變化層的末端為傾斜,需讀取傾斜區段的中間值,圖4(中)兩者的讀值皆應為5%。若是顏色變化層的末端呈色較淺的檢知管,則需讀取深色層末端與淺色層末端之間的中間值,在圖4(下)的例子中,讀值應為5%

圖4:檢知管檢測結果讀取方式

如何挑選適用的檢知管

檢知管有許多種類,圖5說明了如何針對欲檢測的氣體,挑選適用的檢知管,若是已知氣體之檢測,可直接選擇相對應的檢知管;若是未知氣體之檢測,則需先經過未知氣體檢知管的測試,得知待測氣體的種類,才能往下選擇合適的檢知管。

圖5:檢知管的選擇方法

檢知管提供快速簡單的即時氣體分析

檢知管可應用於具有危害的現場與作業環境之氣體檢測,只需搭配檢知器,輕巧易攜帶。操作人員可以經由簡易的操作,立即知道氣體的濃度或未知氣體的種類,能協助快速評估作業環境、特定氣體的即時檢驗或監測、判定現場的有害化學物質,迅速處理危害現場,是非常經濟實惠又有效率的即時氣體分析工具。

欲了解更多的儀器資訊與實驗細節,歡迎來電洽詢 02-2728-2767或 來信與我們聯繫

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參考文獻

進一步了解產品資訊:

Gastec氣體檢知器
Gastec氣體檢知管
未知氣體定性檢知管