摘要：介绍了苯的特性和其对人体造成的危害，苯检测器的类型以及半导体型检测器和光致电离型检测器的测量原理和使用场所。根据标准GB50493—2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》中苯的最高容许浓度（MAC）值和短时间接触容许浓度（PC-STEL）值，结合苯蒸气检测现场经常遇到的测量干扰问题，对苯蒸气检测器的测量范围和报警设定值提出了建议和要求。
关键词：苯容许浓度检测方法PID真空紫外线VOC蒸气
1 苯的危害
苯主要通过呼吸道吸入，肠胃和皮肤吸收等方式进入人体，苯在人体内生成苯酚，对人体神经系统和造血系统造成严重损害。苯在肝脏和骨髓中代谢后，代谢物首先进入人体细胞后，并与细胞核中的脱氧核酸（DNA）结合，使染色体发生改变，从而导致病变。
2 苯的检测
测定室内空气中苯含量的常用方法是气相色谱法，依据标准GB11737—1989《居住区大气中苯、甲苯、二甲苯卫生标准方法——气相色谱法》进行检测。而石油化工行业苯的检测依据标准GB50493—2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》，其中第5.2.2（8）条规定，苯气体可选用半导体型或光致电离型检测器进行检测；第3.0.2条规定，检测系统应采用两级报警；第3.0.4条规定，报警信号应发送至现场有人值守的控制室或现场操作室的指示报警设备，并且进行声光报警。
3 苯检测器
苯在常温下为液态，苯的挥发物为雾状的汽液混合物蒸气，扩散速度很慢，如果采用扩散式检测器，不仅响应时间很长（约15min），而且恢复时间更长（约30min），因此，检测苯蒸气时，宜采用吸入式PID检测器。
3.1 半导体型检测器
半导体型检测器的基本原理是：在一定温度下，金属氧化物半导体材料的电导率随环境气体成份的变化而变化。
半导体型检测器成本低廉，寿命较长（3～5a），但灵敏度很差，通常只能检测出697.41
mg/m3以上浓度的苯蒸气。这种检测器受环境温度和湿度影响较大，易受其它气体干扰，误报率很高，而且容易中毒。因此，半导体型检测器一般用于对苯蒸气的定性检测。
3.2 光致电离型（PID）检测器
光致电离型检测器也称为光离子化检测器（简称PID，即：PhotoIonizationDetection）。其基本原理是：利用惰性气体真空放电时产生的真空紫外线（Vacuumultraviolet，简称VUV，波长为10～200nm），使待测气体的分子发生电离，通过测量离子化后气体产生的电流强度，得到待测气体的浓度。
3.3 检测器的采样方式
检测器的采样方式应根据现场的环境条件及被测气体对生产和人体的危害程度来确定。通常情况下，宜采用扩散式检测器；当受安装条件和环境条件限制，或被测气体对人体危害较大时，宜可采用吸入式检测器。此外，由于检测器的传感器和离子室采用内置结构，避免了高湿气体和粉尘的干扰，可实现自动清洗和自动调零，稳定性较好，故障率较低。泵吸式检测器的缺点是有效检测范围（即覆盖面）较小，而且结构复杂，成本较高。
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4 检测器测量范围和报警设定
4.1 苯的容许浓度
在标准GB50493—2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》中，苯蒸气的容许浓度采用“质量浓度”来表示，具体规定如下：
（1）时间加权平均允许质量浓度（PC-TWA）：6mg/m3；
（2）短时间接触容许质量浓度（PC-STEL）：10mg/m3；
（3）最高容许质量浓度（MAC）：40mg/m3；
（4）直接致害质量浓度（IDLH）：9800mg/m3。
实际应用中，苯蒸气检测器的测量单位一般采用“ppm浓度”表示，“质量浓度”换算为“ppm浓度”的关系式为C=22.4XM
（1）式中：C———用ppm单位表示的苯气体浓度值；X———用mg/m3单位表示的苯气体质量浓度值；M———苯的分子量。苯的气体相对分子质量为78.11，因此，换算为“ppm浓度”的苯蒸气容许浓度如下：
（1）时间加权平均允许浓度（PC-TWA）：1.72ppm；
（2）短时间接触容许浓度（PC-STEL）：2.87ppm；
（3）最高容许浓度（MAC）：11.47ppm；
（4）直接致害浓度（IDLH）：2.81ppm。
4.2 检测器测量范围和报警设定值
标准GB50493—2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》第5.3.1（4）、第5.3.3（3）条规定，有毒气体的测量范围宜为0～300%最高容许浓度或0～300%短时间接触容许浓度，报警设定值宜小于或等于100%最高容许浓度或短时间接触容许浓度。因此，苯蒸气的测量范围（根据式（1）换算为ppm值）宜为：0～34.41ppm（11.47ppm×300%）或0～8.61ppm（2.87ppm×300%）；苯蒸气的报警设定值宜为：11.47ppm或2.87ppm。
通常情况下，检测现场除了苯蒸气外，可能还存在甲苯、二甲苯、乙苯等其它苯系物，由于测量低浓度苯蒸气时一般都采用PID（光致电离型）检测器，其它苯系物也经常会被检测到。因此，结合PID检测器的测量技术和制造精度，苯蒸气的测量范围和报警设定值可按下列原则考虑：测量范围：0～10ppm或0～20ppm（推荐采用）；一级报警设定值（低限）：5ppm；二级报警设定值（高限）：7ppm。便携式苯蒸气检测器的测量范围可设定为0～100ppm。
5 结束语
目前国内石油化工行业使用的苯蒸气检测器主要以原装进口为主，采样方式大部分为泵吸式。由于苯蒸气对人体造成的危害较大，使用时应尽可能选择稳定性好、可靠性高、有长期应用经验、具有现场警报功能的成熟产品。
参考文献：
［1］中国石化集团洛阳石油化工工程公司.GB50493—2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2009．
［2］邹兵，朱胜杰，姜素霞，等.石化装置苯泄漏检测及危害控制方法［J］.安全·健康和环境，2011，11（4）：24-26．
论文作者:佟杰
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第18期
论文发表时间:2018/9/27
标签：检测器论文; 浓度论文; 蒸气论文; 气体论文; 测量论文; 设定值论文; 质量论文; 《建筑模拟》2018年第18期论文;