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气体检测必看:4 大浓度单位含义 + 换算公式,一次讲清

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: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

ppm24.45×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℃ 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%VOL10000PPM

1PPM0.0001%VOL

 


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