人類認(rèn)識(shí)氣體危害的歷史很早,zui近很的盜墓小說(shuō)中總是提到流行幾千年的“鬼吹燈”傳說(shuō),其實(shí)這就是古老墓穴缺氧的存在其它有毒氣體的一個(gè)例證,但這只是一個(gè)感覺(jué)或者經(jīng)驗(yàn)之說(shuō),其中的科學(xué)道理可能就連當(dāng)時(shí)的江湖大盜也未必說(shuō)得清楚,人們更多、更詳細(xì)和科學(xué)地了解各類氣體對(duì)人員安全和健康的危害,應(yīng)當(dāng)是在工業(yè)革命開(kāi)始以并伴隨著化學(xué)學(xué)科的發(fā)展有逐漸發(fā)展起來(lái)的。
從氣體監(jiān)測(cè)和檢測(cè)儀器的發(fā)展歷*看,礦工可能是zui早認(rèn)識(shí)到需要一種檢測(cè)危險(xiǎn)氣體裝置的工人。由于礦井生產(chǎn)的特點(diǎn),密閉礦井中復(fù)雜多變的氣體組分會(huì)產(chǎn)生各種各樣的危險(xiǎn)情況,除了*礦工都擔(dān)驚受怕的“殺手”——瓦斯(主要是甲烷氣體),他們還會(huì)遇到像一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等可能對(duì)他們的生命構(gòu)成極大威脅的氣體組分。同時(shí),由于這些氣體的不斷泄漏、沉積而占據(jù)了大量的空間,狹小密閉的有限空間中的氧氣也會(huì)不足。此時(shí)簡(jiǎn)單的防毒工具(比如浸水的毛巾、海綿過(guò)濾器等)也已經(jīng)失去了保護(hù)工人的功能,工人可能會(huì)因氧氣不足窒息死亡。
從人們開(kāi)始利用煤開(kāi)始,礦井中存在的甲烷(瓦斯)氣體就是礦工遇到的zui大的威脅。由于甲烷沒(méi)有任何的色味先兆,它在不知不覺(jué)之間就會(huì)積累達(dá)到發(fā)生爆炸的濃度(我們一般稱之為爆炸下限)。而一旦積聚到了這樣的濃度,任何的火源出現(xiàn),比如當(dāng)時(shí)工人照明用的火把、行動(dòng)中的摩擦火花都會(huì)引起劇烈的爆炸事故。1851年,化學(xué)家、英國(guó)人亨福·戴維(Humphry Davy)發(fā)明了可以在礦井瓦斯環(huán)境中使用的安全礦燈——Davy安全礦燈(Davy’s lamp)Davy照明引起的煤礦內(nèi)瓦斯和氧氣的設(shè)備:當(dāng)燈中的火焰較高時(shí),意味著有瓦斯存在;而當(dāng)其中的火焰較低發(fā)明對(duì)19世紀(jì)歐洲煤礦的安全開(kāi)采做出了極大的貢獻(xiàn)。而這種燈的眾多變種仍然就用于現(xiàn)代化的礦井之中。
伴隨瓦斯出現(xiàn)的一氧化碳也是礦工們關(guān)心的重要危險(xiǎn)氣體之一。同樣,由于它也缺乏味道、顏色等警報(bào)特性,工人會(huì)在毫無(wú)察覺(jué)的情況下處于極為危險(xiǎn)的環(huán)境之中。那時(shí)的工人只能用一些小動(dòng)物,比如的“礦井金絲鳥(niǎo)”來(lái)檢驗(yàn)是否在周圍的環(huán)境中存在可以致死的一氧化碳,這也是在那個(gè)時(shí)代定性檢測(cè)有毒氣——一氧化碳的無(wú)可奈何的方法。后來(lái),人們發(fā)明了測(cè)量一氧化碳的比色管,才讓這些可憐的小動(dòng)物不會(huì)為了人類的安全而死于非命。這種檢測(cè)管作為氣體檢測(cè)技術(shù)的*,開(kāi)始廣泛應(yīng)用在可能存在這種危險(xiǎn)氣體的各種場(chǎng)合。在認(rèn)識(shí)到氧氣不足的危害后,人們又發(fā)明了可以檢測(cè)缺乏氧氣的氧氣檢測(cè)比色管。同樣,這些檢測(cè)管在經(jīng)過(guò)不斷改良以后,在當(dāng)前的氣體檢測(cè)工作中還可以見(jiàn)得到。
隨著船運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展,如何監(jiān)測(cè)船、艦船艙密閉空間所存在的有毒有害氣體,也極大地刺激了現(xiàn)代氣體檢測(cè)裝置的發(fā)展。1926年,火燒連營(yíng)般的油船爆炸促使加利福尼亞的標(biāo)油(Standard Oil)公司開(kāi)始研制、開(kāi)發(fā)可燃?xì)怏w直讀指示器的工作。1927年,Oliver W.Johnson發(fā)明并提出一種利用可燃?xì)怏w傳感器,是當(dāng)時(shí)所生產(chǎn)的檢測(cè)儀器。糨有兩個(gè)表頭,一個(gè)用來(lái)檢測(cè)可燃性氣體,另一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)傳感器的平衡零點(diǎn),這臺(tái)儀器還可以用手動(dòng)泵進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)。在美國(guó)加州硅谷生產(chǎn)這種儀器的Johnson-Williams Instruments(1928年)公司也成為世界上的*個(gè)制造現(xiàn)場(chǎng)氣體檢測(cè)儀器的生產(chǎn)公司。即使是80年后的今天,我們常常見(jiàn)到的可燃?xì)怏w傳感器仍然采用這種催化燃燒的技術(shù)原理。日本Riken(理研)公司也發(fā)明了利用光衍射原理的用于檢測(cè)汽油蒸氣和甲烷的干涉式氣體檢測(cè)計(jì),并大量用于煤礦生產(chǎn)之中。
1960年,*代電化學(xué)氧氣傳感出現(xiàn),使得氧氣的實(shí)時(shí)檢測(cè)更加方便和準(zhǔn)確,并很快應(yīng)用于便攜氧氣檢測(cè)儀器之中。1968年,金屬氧化物傳感器出現(xiàn),1969年,更多的有毒氣體電化學(xué)傳感器出現(xiàn)。1981年,英國(guó)City公司已經(jīng)工業(yè)化地推出氧氣和多種其它有毒氣體的電化學(xué)傳感器,從而促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)氣體檢測(cè)儀器的大規(guī)模普及,也延生了眾多的的氣體檢測(cè)儀器生產(chǎn)廠家,比如德國(guó)的德樂(lè)格、法國(guó)歐德姆、美國(guó)的英思格、梅思安、華瑞、英國(guó)科爾康、日本的理研等。
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