氢气探测器量程规定

氢气探测器的量程规定并非随意设定，而是基于安全标准、氢气特性、应用场景的综合考量。

核心结论：对于绝大多数用于安全防护的氢气探测器，其量程上限必须设定为氢气的爆炸下限（LEL），即0-100% LEL。 微量检测等特殊应用除外。

以下是详细的规定和选择指南：

一、核心概念：爆炸下限（LEL）

• 什么是LEL？ 指可燃气体在空气中能发生爆炸的低浓度。低于此浓度，气体过于稀薄，无法被点燃。

• 氢气的LEL值： 4.0% 体积浓度（4% by Vol）。这是一个关键常数。

• 为什么用%LEL作为单位？ 为了标准化和直观显示危险程度。将实际的体积浓度转换为百分比：

◦ 显示值（%LEL） = （当前氢气浓度 / 4.0% Vol） × 100%

◦ 例如： 当探测器显示 25% LEL 时，意味着当前空气中的氢气浓度为 4.0% × 25% = 1.0% Vol。

二、量程规定的标准与原则

1. 安全防护型探测器（绝大多数情况）

这类探测器的唯一目的是预防爆炸，因此其量程必须覆盖从零到爆炸下限的整个危险范围。

• 规定量程：0 - 100% LEL

• 依据： 遵循中国国家标准 GB 50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》 以及国际通用安全规范。

• 原因：

◦ 直观显示危险程度： 操作人员可以一目了然地看到危险等级（例如，50% LEL 表示浓度已达到爆炸下限的一半，非常危险）。

◦ 分级报警： 便于设置多级报警值。

▪ 一级报警（低报）： 通常设为 10% - 25% LEL（即0.4% - 1.0% Vol），作为预警。

▪ 二级报警（高报）： 通常设为 25% - 50% LEL（即1.0% - 2.0% Vol），必须联动启动紧急措施（如通风、切断气源）。

◦ 量程超过100% LEL无意义： 浓度一旦超过100% LEL（即>4% Vol），已处于极度危险的爆炸范围内，探测器的首要任务是在达到此浓度前就发出警报。

2. 泄漏检测型探测器（微量检测）

这类探测器用于检测极微量的氢气泄漏，通常用于科研实验室、制氢设备检漏、安全巡检等，其目的是在浓度远未达到危险程度前就发现泄漏。

• 规定量程：0 - 1000 ppm 或 0 - 10000 ppm

◦ 1% Vol = 10,000 ppm

◦ 100% LEL (4% Vol) = 40,000 ppm

• 单位： 通常使用 ppm（百万分之一）。

• 原理： 多采用电化学或激光原理，灵敏度极高。

• 应用场景：

◦ 检查氢气管道、阀门的微小泄漏。

◦ 监测空气中背景浓度的微小变化。

◦ 确保工作环境中的氢气浓度远低于安全限值。

3. 过程控制型分析仪（纯度监测）

这类设备用于工业流程中监测氢气浓度，通常用于高纯度氢气环境，如合成氨、甲醇重整、半导体制造。

• 规定量程：0 - 100% Vol （体积百分比）

• 原理： 通常采用热导（TCD） 原理，因为氢气具有极高的热导率。

• 应用场景：

◦ 监测循环氢的纯度（如90% - 99%）。

◦ 控制化学反应器的进料配比（如合成氨中的氢氮比）。

三、量程选择总结表

应用目的 推荐量程 常用单位 核心原理 典型场景

安全防护，防爆 0 - 100% LEL %LEL 催化燃烧（CAT） 石油化工、加氢站、电池室、发电机房

微量泄漏检测 0 - 1000/10000 ppm ppm 电化学、激光 管道检漏、实验室安全、科研

过程纯度分析 0 - 100% Vol %Vol 热导（TCD） 合成氨、炼油、半导体制造

四、重要注意事项

1. 严禁更改量程： 用于安全防护的催化燃烧式探测器其量程在出厂时已固定为 0-100% LEL，绝对不允许在现场为了测量高浓度而修改量程，这会使其完全丧失防爆报警功能，造成巨大安全隐患。

2. 校准用气： 对量程为 0-100% LEL 的探测器进行校准时，必须使用特定浓度的氢气标准气（例如，浓度为 50% LEL 的气体，即 2.0% Vol 的氢气与空气的混合气）。

3. 遵循标准： 终设计必须遵循 GB 50493 等强制性标准。对于特定行业（如核电、航空航天），可能有更严格的行业规范。

终建议：

在绝大多数涉及人身和财产安全的场合，您需要选择的氢气探测器量程就是 0 - 100% LEL。这是安全设计的黄金准则。