一、概述

造纸的基本生产过程中除使用不同的原料外，还需要使用施胶剂、絮凝剂、增白剂等添加剂，同时因生产温度较高，很容易产生一些有毒有害的物质和气体(如硫化氢、二氧化硫、氯气、硫醇化合物等)，特别是在停机检修时，清洗管道、浆池的过程中，残留的腐败物很容易产生硫化氢气体，造成人身安全事故，这方面曾有过惨痛的教训。近年来国家对职业健康安全工作很重视，对硫化氢气体的检测手段也在不断完善中。在硫化氢气体容易产生的场所可选用固定式检测(含报警)仪；像检修检测、应急检测、进入检测和巡回检测等可选用便携式(或袖珍式)检测(含报警)仪。

二、硫化氢气体的性质

硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的无色易燃气体，具有很强的毒性，相对于空气的密度为1.19，比空气重，故在地下设施及反应罐、储料罐等密封容器中不易扩散、挥发。国家规定硫化氢气体的TWA(8h统计权重平均允许浓度)摩尔分数值为10×10-6，STEL(15min短期允许暴露浓度)摩尔分数值为100×10-6、IDLH(立即威胁生命和健康的浓度)摩尔分数值为300×10-6，MAC(车间最大允许浓度)摩尔分数值为6.6×10-6。从表1可知其对人体的影响及危害程度。

<CTSM>表1不同浓度硫化氢对人体的影响及危害程度</CTSM>

三、硫化氢气体检测仪

硫化氢的测量是通过传感器将空气中的硫化氢气体含量转化为电信号，此信号经电子线路处理、放大和转换后，即实现了对硫化氢气体浓度的显示和报警。可见，传感器是硫化氢气体检测仪的基础和核心部件，它的优劣决定了硫化氢气体检测仪的质量和性能指标。

1.分类

硫化氢气体检测仪按结构分类有固定式气体检测仪和便携(袖珍)式气体检测仪。

固定式检测仪在现场使用，可根据现场存在的硫化氢气体的影响，做好相应的检测及防护工作。固定式检测仪分为一体式和分体式两种。一体式是传感器和信号变送、显示单元集成在一起的，直接安装在检测现场，通过对周围气体的扩散式采样，实现连续的自动检测和报警控制；分体式是将传感器和信号变送电路组装在一个防爆壳体(俗称探头)内，安装在现场(危险场所)，将数据处理、二次显示、报警控制和电源部分组装成控制器，俗称二次仪表，安装在控制室(安全场所)，便于监视。这类检测仪能连续自动检测硫化氢气体(若要测量其他有害气体，只需配置不同的传感器)，根据设定的报警值实现超限自动报警，有的还可通过设定内部继电器的输出信号，来自动控制排风机等设备。

便携(袖珍)式气体检测仪可以连续、实时、准确地显示现场的硫化氢气体的浓度，它将传感器、测量电路、显示器、报警器、充电电池、微型抽气泵(抽气泵可根据需要配置，配置后对气体的采样是泵吸式的，否则为自由扩散式采样)等组装在一个壳体内，成为一体式仪器，小巧轻便，操作方便；采用碱性干电池供电，能耗小。便携式使用时可以手持，袖珍式可以佩戴在腰带或口袋上，携带至不同的测量场所，随时随地进行检测。根据需要还可配备数据存储卡(可存储报警记录、测量数据、标定数据及STEL值、TWA值等)。当测量值达到设定值时，会产生声光/震动报警(震动报警可以避免在嘈杂环境中听不到声音报警而未采取相应措施)。

2.原理

硫化氢气体检测仪按测量原理分为MOS(金属固体氧化物半导体)技术和电化学技术两种。

典型的MOS型传感器的结构:由两片薄片组成，两片薄片安装在一个硅衬底上，一片是铂发热片，另一片是对硫化氢气体敏感的感应片。铂发热片具有双重功能:第一，它产生的热量能促进反应速度，提高响应时间，帮助消除污染物的影响。第二，作为温度补偿，保证测量温度不变，减少温度漂移带来的影响，提高测量的稳定性和可重复性。感应片上有金属氧化物半导体，当探测到硫化氢气体时，硫化氢会与感应片上的氧离子反应，使得阻值降低，信号变送单元通过对电阻信号的测量，来反映被测硫化氢气体的浓度。

MOS型传感器具有很强的抗震性、耐湿性和耐高温性。它与硫化氢气体的这种反应是可逆的，高浓度的硫化氢气体也不会对传感器造成损伤，所以可暴露在浓度非常高的硫化氢气体中，并且在氢、硫醇和二硫化物等干扰物环境下使用也不会出现老化“中毒”现象，老化现象会影响使用寿命。

电化学传感器可用于监测存在于周围环境中的硫化氢气体。电化学传感器实际上是一种在电解液里由贵金属电极组成的燃料电池，每个电池由嵌入在电解液里并且安放在一层扩散膜下面的电极组成。电解液通常是强酸的水溶液。当探测到硫化氢气体时，在电极上产生一个与气体的浓度成正比的电流信号，最后由信号变送单元通过对电流信号进行处理，来反映出被测硫化氢气体的浓度。但这种电解电池使用一至两年后会耗尽，需重新更换，故使用寿命不长。

3.气体检测仪控制系统

多个固定式气体检测仪的输出信号(4mA～20mA)可直接反馈给控制器，也可经RS-485通信总线与控制器相连(检测仪和控制器必须都有RS-485串行输出接口)，还可通过中间数据集中/转换处理模块进行数据变换和传送，组成一个或多个控制系统。控制器可由单卡组成，每卡控制一个检测仪，一个单卡控制器只能通过电流信号与一个检测仪连接，优点是相互独立，互不干扰。控制器也可采用整机可编程逻辑控制器，可选4、8、16、32直至80通道，这样与检测仪的连接方式就相对灵活了。可编程逻辑控制器可通过面板按钮对操作界面的设置，调用内部程序，在显示器上重复显示检测仪的输出信号所对应的浓度测量值，并设定RS-485输出接口、报警继电器等，还可查询历史数据、报警记录。其他有毒有害气体检测仪及液位、温度、流量、压力变送器输出的标准电流信号也同样适用于这类控制器，可集成在一个系统中

四、硫化氢气体检测仪的性能指标

由于硫化氢气体检测仪使用的现场环境较恶劣，有些场合有电气及防爆等级要求，可选择经过认证的有特殊封装要求的检测仪，如本质安全型或防爆型产品等。不同厂家生产的检测仪性能指标相差较大，国外(如德国GFG公司、英国ZELLWEGER公司、日本COSMOS公司、美国DETCON公司、加拿大BW公司)的产品性能比较可靠，在较恶劣的环境条件下，也不影响正常使用寿命，但价格较高。国内(广东、河南等)一些专业生产厂家的技术水平也在不断提高，近年来发展较快。硫化氢气体检测仪涉及的主要性能指标如下:

1.示值误差

当量程(摩尔分数)≤100×10-6时，示值误差限为±5×10-6；当量程(摩尔分数)>100×10-6时，示值误差限为±5%FS。

2.漂移

包括零点漂移和示值漂移，均应不超过示值误差限。

3.重复性

按规定条件进行重复性试验，所得的标准偏差应不大于2%。

4.响应时间(反应速度)

按规定条件进行响应时间的试验，从通入标准气体起到检测仪显示稳定值的90%时的时间，扩散式检测仪应不大于60s；泵吸式检测仪应不大于30s。

5.报警设置误差

报警设置误差应不大于报警设置点的±20%。