作者楊陳保。轉(zhuǎn)載。
假設(shè)你某一天在裝置區(qū)現(xiàn)場(chǎng)聞到一股熟悉的乙烯的氣味，你懷疑某個(gè)地方發(fā)生泄漏了，于是你找來了一個(gè)多合一的便攜式氣體檢測(cè)儀，這個(gè)檢測(cè)儀裝有4個(gè)傳感器，分別是檢測(cè)可燃?xì)?、氧氣、硫化氫和一氧化碳的。?dāng)你靠近可能的泄漏點(diǎn)，聞到的味道越來越濃的時(shí)候，氣體檢測(cè)儀上顯示可燃?xì)鉂舛鹊?/span>LEL%還沒有任何顯示值的時(shí)候，突然間顯示一氧化碳濃度很快突破了20ppm的高報(bào)值以及30ppm的高高報(bào)，快速上升到超出了100ppm的濃度。你趕忙從現(xiàn)場(chǎng)撤出，但是你非常不理解，這個(gè)區(qū)域不可能會(huì)有一氧化碳的，工藝系統(tǒng)中就沒有一氧化碳。那么氣體檢測(cè)儀檢測(cè)到的一氧化碳是從哪里來的呢？
我們?nèi)粘Ｊ褂玫谋銛y式氣體檢測(cè)儀按檢測(cè)氣體的類型分，可分為有毒氣體檢測(cè)儀和可燃?xì)怏w檢測(cè)儀。有毒氣體檢測(cè)儀一般采用電化學(xué)式傳感器，可以檢測(cè)氧氣、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氯氣、氨氣等有毒有害氣體。可燃?xì)怏w檢測(cè)儀一般采用催化燃燒式或紅外式傳感器，可以檢測(cè)甲烷、丙烷、乙炔、乙烯等可燃性氣體。有毒氣體的檢測(cè)儀傳感器的靈敏度和報(bào)警值一般是ppm（百萬分之一）級(jí)的，而可燃?xì)鈾z測(cè)儀的傳感器的靈敏度和報(bào)警值一般是 % （百分之一）級(jí)的。
事實(shí)是現(xiàn)場(chǎng)并沒有一氧化碳，氣體檢測(cè)儀檢測(cè)到的一氧化碳是由于一氧化碳傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)泄漏出來的乙烯也發(fā)生了響應(yīng)，產(chǎn)生了一個(gè)檢測(cè)電流，從而在檢測(cè)儀上產(chǎn)生一個(gè)讀數(shù)，而且由于一氧化碳傳感器是ppm級(jí)的，而可燃?xì)鈧鞲衅?/span>%級(jí)的，兩者級(jí)數(shù)的差別導(dǎo)致一氧化碳傳感器已經(jīng)超標(biāo)報(bào)警了，可燃?xì)鈧鞲衅鬟€沒響應(yīng)。這種氣體檢測(cè)儀的傳感器對(duì)目標(biāo)氣體以外的氣體也有響應(yīng)的現(xiàn)象被稱為氣體檢測(cè)儀的交叉靈敏度。交叉靈敏度可能會(huì)導(dǎo)致氣體檢測(cè)儀的讀數(shù)出現(xiàn)誤差，有時(shí)也被稱為“干擾氣體”。交叉靈敏度可能是正的，也就是傳感器顯示的氣體濃度高于實(shí)際值，也可能是負(fù)的，也就是傳感器顯示的氣體濃度低于實(shí)際值，或者甚至是抑制的，也就是傳感器無法檢測(cè)到目標(biāo)氣體。
以乙烯和一氧化碳為例。假設(shè)我們有一個(gè)電化學(xué)傳感器，它的目標(biāo)氣體是一氧化碳（CO），但是它對(duì)乙烯（C2H4）也有響應(yīng)。如果我們知道傳感器對(duì)CO的響應(yīng)率是100%，對(duì)C2H4的響應(yīng)率是10%，那么我們就可以計(jì)算出傳感器的交叉靈敏度。例如，如果傳感器檢測(cè)到100ppm的C2H4，它會(huì)顯示100ppm的10%，也就是10ppm的CO。這就是一個(gè)正響應(yīng)誤差，因?yàn)閭鞲衅黠@示的CO濃度高于實(shí)際值。同樣，如果傳感器同時(shí)檢測(cè)到50ppm的CO和50ppm的C2H4，它會(huì)顯示50ppm+50ppm*10%=55ppm的CO。這也是一個(gè)正響應(yīng)誤差，因?yàn)閭鞲衅黠@示的CO濃度高于實(shí)際值。這些誤差可能會(huì)影響氣體檢測(cè)儀的準(zhǔn)確性和安全性，所以我們需要了解傳感器的交叉靈敏度，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正或選擇更合適的傳感器。在本文開頭的這個(gè)例子中，現(xiàn)場(chǎng)并沒有一氧化碳，只有乙烯，因此當(dāng)檢測(cè)器中顯示100ppm的一氧化碳的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際乙烯濃度約為1000ppm，乙烯在空氣中濃度是0.1%，乙烯爆炸下限是3.1%，可燃?xì)飧邎?bào)報(bào)警值的爆炸下限的10%（10% LEL），乙烯的10% LEL是0.31%，而1000ppm才是0.1%，因此可燃?xì)鈭?bào)警還不會(huì)發(fā)生。
一氧化碳傳感器對(duì)氫氣的正響應(yīng)率為60%。因此，當(dāng)檢測(cè)CO的傳感器看到200ppm的H2時(shí)，它會(huì)顯示200ppm的60%（約120ppm）。
SO2傳感器對(duì)NO2的響應(yīng)為–120%。因此，如果它同時(shí)看到5ppm的NO2和5ppm的SO2，讀數(shù)會(huì)減少6ppm，所以（取決于所涉及的傳感器類型）會(huì)給出0ppm的讀數(shù)或負(fù)值。
SO2傳感器可能受到NH3的抑制，需要很多小時(shí)才能恢復(fù)并對(duì)SO2作出反應(yīng)。
對(duì)于催化燃燒傳感器，如果用甲烷標(biāo)定，那么對(duì)乙烷的交叉系數(shù)為0.5，對(duì)丙烷的交叉系數(shù)為0.42。
交叉靈敏度不只存在于電化學(xué)傳感器，還存在于其他類型的傳感器，比如催化燃燒傳感器、紅外傳感器和PID傳感器。不同類型的傳感器對(duì)不同氣體的交叉靈敏度也不同，有些可能很高，有些可能很低。交叉靈敏度的大小取決于傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、材料、過濾器等因素 。交叉靈敏度會(huì)影響氣體檢測(cè)儀的準(zhǔn)確性和可靠性，可能會(huì)給使用者帶來安全隱患。因此，在選擇和使用傳感器時(shí)，我們需要了解它們的交叉靈敏度特性，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整或選擇更合適的傳感器 。同時(shí)需要了解傳感器的交叉靈敏度數(shù)據(jù)，并與制造商保持聯(lián)系，以獲取最新的信息和建議。為了避免或減少交叉靈敏度的影響，我們可以采取以下這些方法：
選擇適合檢測(cè)目標(biāo)氣體的傳感器，盡量避免使用對(duì)干擾氣體有高交叉靈敏度的傳感器。
了解傳感器的交叉靈敏度數(shù)據(jù)和圖表，以及可能存在的干擾氣體種類和濃度，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。
使用化學(xué)過濾器或其他技術(shù)來去除或減少干擾氣體的影響，但要注意過濾器的壽命和效果。
定期檢查和更換傳感器，避免傳感器中毒或老化導(dǎo)致交叉靈敏度增加。
在可能的情況下，使用其他類型的傳感器或檢測(cè)方法，如比色管、紅外傳感器、光離子傳感器等，來驗(yàn)證或補(bǔ)充電化學(xué)傳感器的讀數(shù)。
比色管是一種利用氣體與特定的化學(xué)物質(zhì)或某一類化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而改變顏色的檢測(cè)方法，通過比較顏色的深淺來判斷氣體的濃度。比色管是一次性的，每次檢測(cè)需要使用一根新的比色管，而且有保質(zhì)期限制。比色管的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快速、靈敏、準(zhǔn)確、專一，但缺點(diǎn)是費(fèi)用高、操作繁瑣、易受環(huán)境影響、不能連續(xù)監(jiān)測(cè)。比色管同樣受交叉干擾的影響，也就是說，一些非目標(biāo)氣體也會(huì)導(dǎo)致比色管內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而改變顏色，這種反應(yīng)可能會(huì)影響比色管的準(zhǔn)確性和可靠性，只是比色管經(jīng)過這么長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，專一性已經(jīng)非常不錯(cuò)，能發(fā)生交叉干擾的非目標(biāo)氣體非常有限，不像氣體檢測(cè)儀的傳感器那樣從原理上就很難避免交叉靈敏度的影響。但是，在使用比色管的時(shí)候還是需要查看說明書，注意可能存在的干擾氣體，避免用在有干擾氣體存在的場(chǎng)景。
下面這個(gè)場(chǎng)景是一個(gè)應(yīng)用比色管的典型例子，高密度聚乙烯的流化床反應(yīng)器在緊急停車的時(shí)候需要注入一氧化碳終止聚合反應(yīng)，停車后如果反應(yīng)床層內(nèi)有塊料就需要人員進(jìn)到反應(yīng)器內(nèi)的受限空間進(jìn)行清理塊料作業(yè)。在通風(fēng)置換之后需要進(jìn)行氣體檢測(cè)以確保床層內(nèi)不含殘留的一氧化碳。這時(shí)如果采用帶一氧化碳傳感器的氣體檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)一定時(shí)測(cè)不準(zhǔn)的，一定會(huì)報(bào)警的，因?yàn)榉磻?yīng)床層內(nèi)的聚乙烯粉料還是會(huì)包含微量的乙烯并不斷緩慢釋放出來，雖然達(dá)不到可燃?xì)獗ㄏ孪薜膱?bào)警值，但是會(huì)在交叉靈敏度作用下導(dǎo)致ppm級(jí)的一氧化碳傳感器產(chǎn)生報(bào)警。在這種情況下，要準(zhǔn)確檢測(cè)反應(yīng)器床層里面的一氧化碳含量就只能通過采樣送到化驗(yàn)室做色譜分析或采用比色管的檢測(cè)方法了。而比色管是價(jià)格相對(duì)比較低廉并且時(shí)效性更好的解決方案，當(dāng)然在用比色管之前要查看說明書，確認(rèn)里面的化學(xué)物質(zhì)不會(huì)同時(shí)與乙烯反應(yīng)。
