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氣體偵測器是什麼?5大偵測器類型、VOC氣體偵測器選購指南

氣體偵測器是什麼?5大偵測器類型、VOC氣體偵測器選購指南

VOC氣體偵測器


你知道什麼是氣體偵測器嗎?面對看不見的氣體危害,如瓦斯外洩、VOC揮發物或有毒氣體中毒,選對探測技術就是守護安全的第一步。面對琳琅滿目的偵測器種類,又該如何選購跟維護呢?

什麼是氣體偵測器?

我們每天呼吸的空氣中,其實藏著許多看不見的危機,像是工廠洩漏的有毒氣體、家中瓦斯外洩的可燃性氣體,或是新裝潢釋放的揮發性有機化合物(VOC)。氣體偵測器就是用來監測環境中特定氣體濃度的儀器,它能在氣體濃度超標時發出警報,讓人在第一時間採取應變措施,保護我們的安全和健康。

主要偵測的氣體種類包含:

  • 可燃性氣體:如甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氫氣(H₂)、天然氣、液化石油氣等,濃度過高時,容易引發燃燒、爆炸。
  • 有毒氣體:像是一氧化碳(CO)、硫化氫(H₂S)等,吸入過量可能導致中毒。
  • 窒息性氣體:例如二氧化碳(CO₂)、氮氣(N₂)、氬氣(Ar),雖然本身無毒,但會排擠氧氣導致缺氧。
  • 揮發性有機化合物(VOCs):來自油漆、膠水、清潔劑等的甲醛(CH₂O)、苯、甲苯(C₆H₅CH₃)、酒精類,長期吸入對健康有害。
  • 特殊氣體:如臭氧、二氧化氮等,常見於化學廠與實驗室,需專用偵測器。

5種常見氣體偵測器種類與優缺點

市面上氣體偵測器的種類眾多,依照感測技術不同,大致可分為紅外線吸收式、電化學式、燃燒式、半導體式與光離子化(PID)等5大類。

紅外線吸收式

  • 適用氣體:二氧化碳、甲烷、碳氫化合物、等。
  • 原理:不同氣體會吸收特定波長的紅外線光,透過比對吸收強度即可判斷氣體濃度。
  • 優點:
1. 穩定性高,不易受環境干擾
2. 不需要氧氣參與反應
3. 壽命長、維護成本低
  • 缺點:
1. 成本相對較高
2. 對有毒氣體不敏感

電化學式

  • 適用氣體:一氧化碳、硫化氫、氨氣、氯氣( Cl₂)、臭氧(O₃)、氟化氫等有毒氣體。
  • 原理:當氣體進入偵測器與裡面的電解液反應時,會產生電流,透過測量電流的大小,就能知道氣體的濃度。電流越大,代表氣體濃度越高。
  • 優點:

1. 靈敏度高,可探測ppm等級(百萬分之一)的低濃度氣體

2. 體積小,便於攜帶

3. 低功耗,適用電池供電設備

  • 缺點:

1. 容易受溫度、濕度影響

2. 需要定期校正

3. 使用壽命較短,通常2-3年需更換

燃燒式

  • 適用氣體:甲烷、丙烷、氫氣等可燃氣體。
  • 原理:利用加熱的線圈(或珠狀元件)作為催化物,當可燃氣體接觸到加熱元件時會被燃燒,導致元件溫度升高、電阻改變。偵測器就可透過測量電阻變化來判斷氣體濃度。
  • 優點:
1. 對多種可燃氣體都有反應
2. 反應速度快
3. 結構簡單,價格便宜
  • 缺點:
1. 需氧氣助燃,無法用於缺氧環境
2. 工作溫度高,有引燃爆炸的風險
3. 催化物可能因接觸硫化物或矽化物而失效

半導體式

  • 適用氣體:甲烷、一氧化碳、臭氧、氨氣、等多種氣體。
  • 原理:利用金屬氧化物半導體材料,氣體接觸到加熱的半導體表面後,會改變半導體電阻,偵測器會根據導電率變化來判斷氣體的存在與濃度。
  • 優點:
1. 體積小
2. 反應速度快
3. 成本低廉
  • 缺點:
1. 易受其他氣體、溫溼度干擾
2. 需要高溫加熱

光離子化(PID)

  • 適用氣體:苯、甲醛、甲苯等的揮發性有機化合物(VOCs)與氨氣。
  • 原理:使用紫外線燈照射氣體分子,把氣體分子游離成帶電離子後,根據產生的電流變化測量 VOC 濃度。
  • 優點:
1. 極高靈敏度,可偵測到ppb等級(十億分之一)的微量氣體
2. 反應快速
3. 可探測多種有機氣體
  • 缺點:
1. 價格較高,需定期更換 UV 燈
2. 無法辨別氣體種類,只能測總量
3. 高濕度環境會影響測量
4. 使用壽命較短
5種氣體偵測器比較表

偵測器類型

紅外線吸收式

電化學式

催化燃燒式

半導體式

光離子化

適用氣體

二氧化碳、

甲烷等

有毒氣體

可燃性氣體

多種氣體

VOCs

靈敏度

極高

極高

穩定性

中至高

成本

低至中

抗干擾性

受溫度、濕度影響

受高濃度氣體、矽類干擾

受溫度、濕度干擾

對高濕度、

灰塵敏感

定期校正

不需要

需要

需要

視用途而定

需要

使用壽命

5-10年

2-3年

3-5年

   

氣體偵測器

VOC氣體偵測器專用解析

在上述5種偵測器中,近年來隨著室內空氣品質和工業環保法規的日益嚴格,VOC氣體偵測器也越來越受到關注,接著就來深入了解VOC到底是什麼,以及如何正確選擇和使用VOC偵測器。

什麼是VOC?危害與來源

VOC( Volatile Organic Compound )是「揮發性有機化合物」的縮寫,指的是一群在常溫下容易揮發的有機氣體。當 VOC 濃度過高,短期內可能造成眼睛、鼻子、喉嚨不適、頭痛、噁心等症狀;長期接觸下,則會影響肝臟、腎臟,甚至有致癌風險。
 

常見的VOC來源包含:
 

  • 裝潢材料:油漆、黏著劑、木板、地毯
  • 家具:新家具散發的味道多半就是VOC
  • 清潔用品:洗衣精、漂白水、芳香劑
  • 辦公設備:印表機、影印機的碳粉
  • 工業製程:塗裝、印刷、化學品製造

VOC氣體偵測技術與選型要點

要準確探測VOC,仰賴擁有極高靈敏度的氣體偵測器,因此讓光離子化(PID)成為目前主流且專業的選擇。選購VOC氣體偵測器時,可注意以下幾點:


  1. UV燈能量:PID燈管能量常見的有10.6eV、11.7eV。能量越高,不同的能量,可以偵測不同的氣體,但燈管壽命可能較短。

  2. 偵測範圍:不同型號的測量範圍差異很大,環境空氣品質監測需要ppb級的超高靈敏度;工業洩漏檢查則ppm級可能就已足夠。

  3. 抗濕性設計:高濕度會影響PID讀數,具備抗濕性設計才能確保數據準確性。

  4. 數據記錄:如果需要長期監控或產生報告,最好選擇支援數據記錄、雲端上傳或警報連動的型號。

VOC氣體偵測器校正、維護與注意事項

VOC偵測器要保持準確度,建議每半年至1年進行一次完整校正,並且定期清潔感測器與更換UV燈。如果是頻繁使用,或長期暴露在高濃度氣體中,PID感測器的靈敏度會下降,建議縮短為每季校正一次,同時依照廠商建議維修或更換。


日常維護上,記得每次使用前要在乾淨空氣中歸零;定期檢查UV燈管與電池狀態;清潔感測器窗口,避免灰塵、油污累積影響光線穿透。


此外,使用時應注意:
 

  • 避免長時間暴露於高濕環境
  • 避免在強光或極端溫度(-10°C以下、50°C以上)操作

氣體偵測器常見問題FAQ

Q:氣體偵測器需要多久校正一次?

校正頻率主要取決於法規要求、製造商建議、使用頻率及環境。

  • 工業安全:建議每3-6個月就完整校正一次。
  • 高風險或法規嚴苛的場所:可能需要每月校正。
  • 日常快速檢查:建議每天使用前進行快速靈敏度測試。如果測試失敗,則必須立即進行完整校正。

Q:室內用VOC偵測器與工業用有何差別?


 
 

室內用的VOC偵測器偏重空氣品質監測,測量範圍小,功能較為簡單,價格也比較親民。


工業用的偵測器測量空間更大之外,還需要耐受高溫、高濕及粉塵環境,同時具備具備警報、數據紀錄功能,專業級設備的價格可達數十萬元。


Q:PID感測器是否可以偵測所有VOC氣體?


 

不行。PID只能探測到游離電位低於其UV燈能量的氣體(約10.6 eV以下),像是苯、甲苯、甲醛等。但對某些氣體如甲烷、乙烷、乙炔就無法偵測。


氣體偵測器不僅是一項設備,更是守護工廠安全、環境品質與家人健康的重要防線。從紅外線到PID,各類探測技術各有特點與應用重點,最關鍵的是依據實際環境選擇合適的機型,才能發揮最佳保護效果。


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