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激光氣檢測

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發(fā)布時間：2025-07-25 08:49:03 更新時間：2025-09-14 23:37:10

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

激光氣檢測的重要性和背景介紹

激光氣檢測是一項針對激光加工過程中產(chǎn)生的有害氣體進行監(jiān)測和分析的關(guān)鍵技術(shù)。隨著激光技術(shù)在工業(yè)制造、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其加工過程中產(chǎn)生的氣態(tài)副產(chǎn)物（如CO、CO₂、O₃、氮氧化物及金屬蒸氣等）可能對操作人員健康、設(shè)備壽命及環(huán)境安全造成潛在威脅。例如，高功率激光切割金屬時會釋放有毒煙霧，而紫外激光則可能生成臭氧。通過實時檢測這些氣體濃度，可以評估工作場所的空氣質(zhì)量，確保符合職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)（如OSHA或ACGIH的限值要求），同時優(yōu)化激光工藝參數(shù)以減少污染。此外，在半導(dǎo)體制造或精密加工中，微量氣體的存在還可能影響產(chǎn)品良率，因此激光氣檢測在工業(yè)安全和質(zhì)量控制中具有不可替代的作用。

檢測項目和范圍

激光氣檢測的核心對象包括但不限于以下內(nèi)容： 1. 有毒氣體：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO_x）、臭氧（O₃）； 2. 易燃易爆氣體：氫氣（H₂）、甲烷（CH₄）； 3. 顆粒物及金屬蒸氣：如鋁、鎂、鈦等金屬氧化物氣溶膠； 4. 溫室氣體：二氧化碳（CO₂）的排放監(jiān)測。檢測范圍需覆蓋激光設(shè)備工作區(qū)域（如加工艙體、排風(fēng)管道）及周邊環(huán)境，尤其關(guān)注操作人員呼吸帶（1.5米高度）的實時濃度。

使用的檢測儀器和設(shè)備

檢測設(shè)備的選擇需針對氣體特性及濃度范圍進行匹配： 1. 激光吸收光譜儀（TDLAS）：用于高精度測量特定氣體（如CO、CH₄）的痕量濃度，響應(yīng)速度快且抗干擾性強； 2. 電化學(xué)傳感器：適用于便攜式檢測儀，監(jiān)測NO_x、O₃等，但需定期校準(zhǔn)； 3. 傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）：可同時分析多種氣體組分，常用于實驗室或固定式監(jiān)測站； 4. 粒子計數(shù)器：配合濾膜采樣，量化PM_2.5及金屬顆粒濃度； 5. 氣體采樣系統(tǒng)：包括抽氣泵、除濕裝置和流量控制器，確保樣本代表性。

標(biāo)準(zhǔn)檢測方法和流程

檢測流程需遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作： 1. 前期準(zhǔn)備：依據(jù)GBZ/T 300或ISO 15011標(biāo)準(zhǔn)制定檢測方案，校準(zhǔn)儀器并設(shè)置采樣點； 2. 實時監(jiān)測：在激光設(shè)備正常運行期間，使用在線傳感器連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，或采用間歇式采樣袋收集氣體后送實驗室分析； 3. 采樣分析：對顆粒物采用重量法（如NIOSH 0600），對揮發(fā)性氣體使用氣相色譜（GC-MS）； 4. 數(shù)據(jù)記錄：記錄溫度、濕度、氣壓等環(huán)境參數(shù)以修正檢測結(jié)果，至少保存3年備查。

檢測結(jié)果的評判標(biāo)準(zhǔn)

檢測結(jié)果需對照以下限值進行合規(guī)性評估： 1. 瞬時濃度：CO的8小時平均限值≤25 ppm（GBZ 2.1），O₃的15分鐘接觸限值≤0.3 mg/m3； 2. 時間加權(quán)平均濃度（TWA）：NO₂的8小時TWA不得超過3 ppm（OSHA標(biāo)準(zhǔn)）； 3. 爆炸下限（LEL）：H₂濃度需控制在1% LEL以下； 4. 顆粒物：金屬煙霧總濃度應(yīng)低于5 mg/m3（NIOSH推薦值）。若超標(biāo)需立即停機，并采取通風(fēng)凈化或個人防護措施。