淺談智能防毒面罩的開發

智能防毒面罩是指以防毒面罩為基礎，加入新型毒氣感應元件，對濾毒罐失效進行智能檢測，并提前發出更換罐提示的新型智能防毒面罩。隨著世界各個產業的專業化趨勢,現代的防毒面具從防毒類型可分為：防酸性氣體，防堿化氣體，綜合防毒，防有機氣體。從工作環境分類：軍用防毒面具，工作勞保面具和自救式過濾面具。隨著防毒面具的發展，比以往都提高了防毒時間和防毒性能。但防毒面具目前還存在一個致命的缺點，就是防毒時間不能保證。實際使用和實驗差異較大，產品質量不穩定，存放不合理等。這些問題都關系到人的生命安全。影響防毒時間和環境因素有很大關系。濾毒罐的防護時間與其使用環境存在很大的關系，特別在低溫，高濕的情況下，人們的生命安全得不到保障。開發新型的智能防毒面罩，存在很大的必要性和緊迫性。

智能防毒面罩的可行性：目前科技發展日新月異，一日千里。電子技術也比以前有很大的進步。電子產品的微型化，多功能化都得到普及。這為毒氣探測器安置在防毒面罩上創造有利的環境條件。

常見的毒氣就有100多種，不可能安裝100多個毒氣傳感器在防毒面罩上。但在實際應用中，毒氣傳感器不會只對一種毒氣產生作用，而與大部份毒氣產生不同程度的反應。也就是傳感器的“交叉干擾”現象。從化學反應角度來看，大部分常見的有毒氣體都有電化學活性，可以被電化學傳感器氧化或還原?；瘜W反應過程中會產生電子電流，從而輸出一個微弱的電信號。根椐電信號大小來測量毒氣的存在和濃度。

根據電化學傳感器“交叉干擾”的現象，來測量有毒氣體的存在：這一個想法是可行的。這在《有毒有害氣體檢測儀器原理和應用》書中和國外毒氣傳感器的資料都有說明。但目前人們對電化學傳感器的研究重點放在單一選擇氣體測量上，而我們研究方向應是如何使傳感器能與各種各樣的毒氣產生反應。 毒氣傳感器與各種毒氣產生反應時很難準確測量某一種毒氣的濃度。但實際使用中不需要準確測量某一個氣體的濃度，只需要測量有沒有毒氣的存在。毒氣以化學性質分類為：氧化性氣體，還原性氣體。還原性氣體，比如硫化氫和一氧化碳會在電極上氧化，而氧化性氣體，比如熱氯氣，二氧化氮和臭氧，則在電極上還原。也就是還原性氣體在傳感器上表現為正信號，氧化性氣體表現為負信號，在沒有毒氣的情況下傳感器就沒有信號輸出。

當測量毒氣的存在與否可以實現后，關鍵是如何確定毒氣傳感器的報點。以濃度為2,500ppm一氧化碳為例，它經過濾毒罐的一氧化碳濃度變化如圖：在圖中能清楚反映一氧化碳的透過濃度在濾毒2min左右時出現瞬間峰值，持續20秒之后就消失。但在25min之后一氧化碳的濃度就呈線增加，說明濾毒罐開始失效。從這個現象看出，如果濾毒罐失效，透過的毒氣會呈線性增加。但當在200ppm時才開始提示，就已經對生命構成威脅。

鑒于這種現象，我們可對大部分毒氣進行分析，把毒氣對人體傷害濃度和對毒氣傳感器進行測試，來確定一個預報警濃度，提示使用者更換濾毒罐。

利用這種原理開發新型防毒面具的難題是：

1、 沒有各種常見毒氣的詳細資料，很難對它們進分類，找出它們化學性質的關系。

2、 國內目前還沒有生產毒氣傳感器的廠家（一氧化碳的傳感器已經有）。但以目前的科學技術水平來說生產這種毒氣傳感器并不是難事。只要我們利用“交叉干擾”的現象，技術難題會大大減低。

3、 由于我們要重新對各種毒氣進行分析，所以需要大量資料和充足人力才能完成，需要找出幾種或十幾種典型氣體（這不并是目前典型的試驗）進行所需的試驗。