兩周前的文章《為什么氣體檢測儀上讀數(shù)為負？》受到了廣泛關(guān)注，讀數(shù)為負的原因之一是交叉靈敏度，這次我們就來深入探討一下交叉靈敏度這個話題。

 

       有毒、可燃和窒息性氣體對工作場所安全構(gòu)成了極大威脅。在某些情況下，您可能不確定工作環(huán)境中可能存在哪些種類的氣體。幸運的是，有多種不同的方案可以判定和檢測設(shè)施中的氣體種類及濃度。

 

       例如，可以收集樣本，使用色譜儀進行分析，獲得區(qū)域所含氣體的準確讀數(shù)。但這種方法可能比較費時，要是沒有現(xiàn)場實驗室，還可能要將樣本送到其他地方，產(chǎn)生額外費用�；蛘�，您可以使用比色管，比色管很有用，因為它們只與特定的化學(xué)物質(zhì)或某一類化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。比色管的問題是它屬于消耗品，價格較貴，且保質(zhì)期短。此外，如果不確定有什么氣體，您可能需要敲破好幾種管子，直到找到適合所檢測的化學(xué)品的那一根，但這樣太浪費時間和成本。

 

      氣體檢測方案

 

       那么，大多數(shù)人會選擇什么方案呢？通常較合理的選擇是便攜式氣體檢測儀或區(qū)域氣體監(jiān)測儀。這些檢測儀采用先進傳感器技術(shù)，可檢測一種氣體或多種氣體。

 

       催化燃燒（LEL）和紅外（IR）傳感器可以檢測可燃氣體及二氧化碳，而光離子（PID）傳感器通常用于檢測揮發(fā)性有機化合物（VOC）和其他碳氫化合物，對于可能傷害人體呼吸系統(tǒng)的有毒氣體，電化學(xué)傳感器是較實用的選擇。

 

       電化學(xué)傳感器的基本部件包括工作（或傳感）電極、反電極，通常還有參考電極。這些電極與液體電解質(zhì)接觸并被封裝在傳感器外殼中。該傳感器有聚四氟乙烯膜，允許氣體進入，但防止污垢、水和其他污染物進入。氣體擴散進入傳感器并通過膜到達工作電極。

 

       當氣體接觸到電極和電解液時，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生能量。新產(chǎn)生的電流與接觸到傳感器的氣體濃度成正比，即氣體濃度越大，對應(yīng)的電流越高，濃度越小，對應(yīng)的電流越低。然后儀器以百萬分之一（PPM）單位顯示有毒氣體的濃度，以體積百分比（%vol）單位顯示氧氣濃度。每個傳感器都針對特定氣體，但這種傳感器技術(shù)可能會產(chǎn)生交叉靈敏度。

 

       了解交叉靈敏度

 

       交叉靈敏度，也稱為交叉干擾，指的是即使目標氣體不存在時也會導(dǎo)致傳感器內(nèi)的電極發(fā)生反應(yīng)的氣體。能消除這種反應(yīng)嗎？在理想情形下能消除。但不幸的是，很難開發(fā)出一種不會對目標氣體以外的任何氣體作出反應(yīng)的電極。理想情況下，用戶希望一氧化碳（CO）傳感器只讀取一氧化碳數(shù)值，但有一些其他氣體可以在該傳感器上產(chǎn)生讀數(shù)。這只是許多交叉干擾的一個示例。我們可以給傳感器加上過濾膜來減少這種反應(yīng)，但并不能消除反應(yīng)。目前還沒有完美的技術(shù)能過濾掉所有的干擾氣體。

 

       所以這對您和工人來說可能是個問題�？赡苡行﹨^(qū)域，要求工人佩戴一氧化碳單氣體檢測儀，通過儀表讀取氣體數(shù)值。工人們已從入職氣體檢測培訓(xùn)中知道，一氧化碳是由不完全燃燒產(chǎn)生的。他們環(huán)顧四周，卻看不到任何可能產(chǎn)生一氧化碳的東西。由于那個區(qū)域根本沒有一氧化碳，工人不再相信儀器了，您得費力地跟他們解釋。但這里到底發(fā)生了什么？工人沒有意識到，他們走過的區(qū)域有大量的氫氣（H2），會導(dǎo)致一氧化碳傳感器響應(yīng)。因此，提前進行交叉靈敏度的培訓(xùn)十分重要。

       檢測氣體讀數(shù)

       作為需要檢測某種氣體讀數(shù)的一方，了解交叉靈敏度有什么用處？由于其重要性，大多數(shù)氣體檢測儀制造商都會公布其生產(chǎn)的有毒氣體傳感器的交叉靈敏度。在下面的示例圖表中，您可以看到傳感器類型列在頂部，干擾氣體列在左側(cè)。您可以輕松將這張圖表打印出來，讓工人放在口袋里，在工作時隨身攜帶作為參考。如果向工人配發(fā)的儀器中裝備了一氧化碳、硫化氫、氧氣和爆炸下限傳感器，工人可以使用本裝置和交叉靈敏度圖。如果工人的儀器上出現(xiàn)前例所說的讀數(shù)不正常，可以參考圖表，更清楚理解可能存在的氣體。這精確嗎？不是很精確，但這種方法可以與我們前面提到的其他氣體檢測方法一起使用。

 

       如果您或最終用戶在一氧化碳和硫化氫都不存在的區(qū)域，發(fā)現(xiàn)儀器一氧化碳和硫化氫讀數(shù)為正，就可以參考交叉靈敏度圖表，看看可能是哪些氣體導(dǎo)致讀數(shù)。有了圖表，就可以看出可能是氰化氫（HCN）或氫氣。有了這些信息，您就可以拿出比色管了�，F(xiàn)在，您可以把范圍縮小到某一類化學(xué)物質(zhì)，甚至是某種化學(xué)物質(zhì)，而不是拿出一大堆比色管，盲目地敲開，來確定可能是哪種氣體。

 

       還需注意的是，由于制造商不同，一些檢測儀可能顯示負讀數(shù)。這是氣檢儀用戶的另一個煩惱。有時他們會問：“我的氣檢儀讀數(shù)怎么為負數(shù)？”然后他們認為儀器肯定壞了。當干擾氣體導(dǎo)致電極以相反方式反應(yīng)時，就會產(chǎn)生負讀數(shù)。這種情況下，交叉干擾導(dǎo)致里面的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)。一些制造商在傳感器編程時，設(shè)置了所謂的傳感器“死區(qū)”，這意味著，如果傳感器輸出信號為負，通過編程處理后，儀器讀數(shù)為零。一些制造商在信號為正但數(shù)值較小時也設(shè)置“死區(qū)”，交叉干擾和波動不大時，用戶也看不到。其他制造商選擇不設(shè)置傳感器“死區(qū)”，因為波動較小和讀數(shù)為負，能讓用戶知道其所在區(qū)域內(nèi)存在一些氣體。只要對儀表進行了適當校準，就可以認定其讀數(shù)是正確的。

 

       保障工人安全

 

       所以，交叉干擾是壞事嗎？當然，它有時會讓人頭痛，但它可以幫助您知道有氣體存在。交叉干擾性可以告訴用戶：“嘿，這里有問題，您可能需要查看一下。“知道您的工作場所可能會有哪些交叉干擾，有助于縮小可能存在的氣體的范圍。這門科學(xué)尚不完美，但了解交叉干擾肯定能更好地保障工人的安全。