1. %LEL
指可燃气体爆炸下限的百分比,它表示当前环境中可燃气体的浓度占该气体“爆炸下限”浓度的比例,常用于表示可燃气体的爆炸危险程度。
定义:即可燃气体与空气混合,遇到火源能发生爆炸的最低浓度,称为该气体的爆炸下限(LEL)。
0% LEL:表示没有可燃气体或浓度极低,无爆炸风险。
100% LEL:表示气体浓度达到了该气体的爆炸下限值(即遇到火源能发生爆炸的最低浓度)。
适用气体:氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)、丁烷(C₄H₁₀)、乙烯(C₂H₄)、丙烯(C₃H₆)、丁烯(C₄H₈)、乙炔(C₂H₂)等可燃气体。
2. %VOL
指气体的体积百分比浓度,表示某种气体在混合气体中的体积占比。
是描述气体浓度的通用单位,与爆炸危险性无关,只表示体积比例。
适用气体:氧气(O₂)、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)等。
3.PPM
英文part per million的缩写,百万分比浓度,表示在一百万份体积的混合气体中,目标气体所占的体积份数。 属于体积浓度,无量纲。
关系:1 ppm = 1/1,000,000。
适用于低浓度、有毒有害气体检测,如硫化氢(H₂S)、氨气(NH₃)、氟化氢(HF)、氯化氢(HCl)、氯气(Cl₂)等。由于是体积比,其数值不受温度和压力变化的影响(相对于质量浓度而言更稳定)。
4. mg/m³
含义:质量浓度单位,表示每立方米空气中所含污染物的质量(毫克数)。 常用于环保、职业卫生、废气排放监测。
气体检测仪多显示体积浓度,而环保标准常要求以质量浓度表示,因此需要换算。
特点:该数值会随环境的温度和压力变化而变化。温度升高或压力降低,同一体积内的气体质量会减少,导致mg/m³数值变小。
二、单位换算关系
1.ppm↔ mg/m³ 换算
mg/m³(质量浓度)与 ppm(体积浓度)的换算核心在于气体的分子量。分子量越大的气体,1 ppm 对应的 mg/m³ 就越大(越重)。
例如:
常温常压(25℃, 101.325kPa)
这是工业现场和环境监测最常用的估算条件(室温 25℃)。此时气体摩尔体积约为 24.45 L/mol。
mg/m³≈M×ppm/24.45
ppm≈24.45×mg/m³/M
M=气体的分子量
关键注意事项:温度影响很大
夏天(35℃)和冬天(-10℃)测出来的 mg/m³数值会有差异,因为气体受热膨胀,单位体积内的质量会变小。
如果是在线监测设备,高端仪器会自动进行温压补偿;如果是手持仪或人工计算,通常默认按 25℃ 或 20℃ 估算即可满足一般安全需求。
2.%LEL↔ %VOL 换算
它们之间的换算非常简单,只需要知道该种气体的“爆炸下限值”。
例如:
甲烷爆炸下限为 5.0%VOL,即
100%LEL = 5.0%VOL
1%LEL = 0.05%VOL
3.%VOL ↔PPM 换算
二者都是表示气体体积占比的单位,只是数量级不同。
1%VOL=10000PPM
1PPM=0.0001%VOL