第五讲 安全检测与监控学科的现状与发展

　　在安全管理工作中，被管理的对象包括从事生产经营活动的人和活动中涉及的“物”(包括物料、设备设施、生产环境、建构筑物等)，对被管理对象安全状况的了解是进行安全管理决策的基础，要知晓“物”的安全状态，在很多情况下需要采用相应的检测设备来进行专门的检测，以便获取必要的信息。

安全检测与监控的学科结构

　　在GB/T13745-2009《学科分类与代码》中，将“安全科学技术”学科分为11个子学科，其中包括“安全工程技术科学”“安全卫生工程技术”和“部门安全工程理论”3个子学科。安全检测与监控学科所研究的内容就包含在这些学科中，其主要任务是为实现“物”的安全提供信息。

　　安全检测是指借助于仪器、仪表、探测设备等工具，准确地了解生产系统与作业环境中危险因素的状态、危害程度、危害范围及其动态变化的活动总称。有时也把尘毒检测称为狭义的安全检测。安全检测的对象是劳动者作业场所空气中可燃或有毒气体或蒸气、飘浮的粉尘，以及物理危害因素和反映生产设备及设施安全状态的温度、压力、流速、壁厚、位移、电阻等参数。其作用是获取有害气体、可燃气体、粉尘浓度及噪声分贝值等因素的安全状态信息，为安全管理决策提供数据，或者为控制系统提供基础参数。

　　根据安全检测的含义可以看出，安全检测由两部分组成，一是以保证人员不受职业伤害为目的的职业卫生检测;二是以保证生产设备、设施正常运行为目的的设备运行参数的检测。

　　安全监控是监测与控制两项功能的结合，监测功能提供被检测设备或场所的某一特征数据，由控制设备或者是人对检测数据进行分析，根据已设定的标准判断是否需要改变被控制设备的运行状态，需要时对被控制设备发出启动信号，被控制设备启动或者改变运行参数。因此，安全监控也称为安全测控。

　　在安全检测与控制技术学科中所称的控制可分为两种。第一种是过程控制。在现代化工业过程中，一些重要的工艺参数大都由变送器(其中包含传感器)、工业仪表或计算机来测量和调节，以保证生产过程及产品质量的稳定。在比较完善的过程控制设计中，有时也会考虑工艺参数的超限报警、外界危险因素(如可燃气体、有毒气体在环境中的浓度，烟雾、火焰信息等)的检测，甚至紧急停车等联锁系统。如车间内可燃气体或有毒气体达到报警浓度时，通风设备根据检测控制器发出的指令性信号自动启动;再如用空气氧化某种气态物料的合成工艺过程中，检测系统的监测数据发现氧气浓度达到或超过设定的临界浓度时，控制系统调整空气输送速度，就可以将氧气浓度调整到安全的浓度范围。第二种是应急控制。在对危险源的可控制性进行分析之后，选出一个或几个能将危险源从事故临界状态调整到相对安全状态的参数进行测控，以避免事故发生或将事故的危害及损失降至最小程度。这种具有安全防范性质的控制技术称为应急控制。监测与控制功能合二为一称为监控，将安全监测与应急控制结合为一体的仪器仪表或系统，称为安全监控仪器或安全监控系统。

　　从安全科学的整体观点出发，现代生产工艺的过程控制和安全监控功能应融为一体，综合成一个包括过程控制、安全状态信息监测、实时仿真、应急控制、自诊断及专家决策等各项功能在内的综合系统。这种系统既能够对生产工艺进行比较理想的控制，又能够在出现异常情况时及时给出预警信息，紧急情况下还能自动采取安全技术措施，避免事故或将事故危害降到最低程度。

对安全监督和管理工作的指导作用

　　安全检测与监控是技术性很强的学科，需要通晓其基本的理论知识、检测原理、国家或行业的相关标准与规范，并且需要掌握一定的操作技能与技巧，安全生产管理人员可根据管理对象的特点有选择性地学习，掌握该学科知识的基本结构，并运用到管理工作中去。

　　以气体检测为例，它包括两类气体的检测。第一类是对人体有毒的气体与蒸气，在作业场所空气中的浓度检测;第二类是有可能形成爆炸性混合气体场所中可燃气体检测。有毒气体检测分为现场采样—实验室型分析仪器测定检测和现场实时检测，实时检测又分为便携式检测仪检测和固定式(点型)检测报警系统检测。可燃气体检测主要分为便携式检测仪检测和固定式(点型)检测报警系统检测。

　　同样是气体检测，检测有毒气体和检测可燃气体时，其报警值的确定依据也不同。根据GB 50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》，检测可燃气体时，一级报警值应不高于被检测气体爆炸极限下限的25%(即25%LEL)，二级报警值应不高于被检测气体爆炸极限下限的50%(即50%LEL);检测高毒气体时，报警值不应高于被检测气体的最高容许浓度(MAC)或短时间接触容许浓度(PC-STEL)。根据国家标准可知，在生产或使用可燃气体及有毒气体的工艺装置和储运设施的区域内，对可能发生可燃气体和有毒气体泄漏的场所，应设置可燃气体检(探)测器和有毒气体检(探)测器。根据GBZ/T223-2009《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》，存在或使用、生产有毒气体，并可能导致劳动者发生急性职业中毒的工作场所，应设立有毒气体检测报警装置，有毒气体的范围可由GBZ2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》来确定。为保证检测结果的准确性，气体检(探)测器应定期标定。通过掌握这些知识，安全生产监管人员可对生产经营单位进行监督和提出相应的要求，而企业安全生产管理人员可依据标准规定，向技术部门提出相应的要求，并制定相应的规章制度。

安全管理人员应掌握的重点

　　根据不同人员的安全生产管理职责的划分，对于安全检测与监控学科应重点学习掌握如下内容：

　　职业卫生监督管理人员应掌握

　　化学有害因素和物理危害因素的确定方法和职业接触限值标准;确定有毒物质检测采样点及其数量的基本要求;气态有毒物质富集采样的基本方法、基本原理和适用范围，包括溶液吸收采样法和固体吸附剂吸附采样法;常用实验室型检测仪器的特点和适用范围，如气相色谱仪、高效液相色谱仪、分光光度计、原子吸收光谱仪等;定电位电解检测仪(传感器)、半导体气敏检测仪(传感器)、光离子化检测仪、迦伐尼电池检测仪(传感器)等可用于有毒气体检测的手持式气体检测仪和固定式气体变送器(其中包括气体传感器)的基本原理、特点和适用范围;气体检测报警控制系统及其报警值的确定方法，需要设置有毒气体检(探)测器场所确定方法;呼吸性粉尘浓度、分散度、游离二氧化硅测定的概念、测定的基本原理;工业噪声、电磁辐射、电离辐射等有关物理危害因素检测的意义。

　　安全生产监管和企业安全生产管理人员应掌握

　　需要进行有毒气体、可燃气体、氧气检测场所(包括受限空间)的确定;常用手持式可燃气体检测仪和固定式检(探)测器传感器的响应原理，如催化燃烧式传感器、半导体气敏传感器、光离子化检测仪等;工艺过程参数，如温度、压力、流量、物位等参数传感器的基本原理;爆炸性粉尘浓度及特性参数(如最低引燃温度)测定意义与作用;与材料静电特性有关参数的检测意义与作用;防雷装置接地电阻检测的意义与作用;特种设备安全状态检测的基本方法;手持式气体检测仪进行泄漏检测的方法;火灾探测器的分类与特点，火灾自动报警系统的主要功能。

学科发展方向和国际发展趋势

　　有毒气体及粉尘检测方面

　　职业接触限值标准是判断作业场所有害因素量值是否达标的基准，我国近几年颁布的标准已经比较系统，与发达国家的标准相同或很接近，随着经济发展水平的提高，与之相配套的检测方法标准与总体技术水平同经济发展水平相对应，将越来越多地采用新的技术和先进的检测仪器。如粉尘的检测，在粉尘分散度快速测定、呼吸性粉尘快速测定和连续监测方面，将有更便捷、更准确的检测仪器投入使用。

　　作业场所可燃气体和有毒气体连续监测方面

　　气体检测报警系统将在传感器和检测数据应急响应系统连接方面有所发展。传感器(变送器部分)将更灵敏、更耐用，维护更简便。有毒气体，尤其是高毒气体检测将越来越多地与应急处置设施进行联锁，如氯碱企业的液氯灌装车间，氯气检测浓度异常时，抽风机、吸收装置、氯气捕集、门窗封闭等应急装置将根据检测数据自动启动。

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