摘要：铝电解车间天车操作员室常年受HF、CO、SO₂侵袭，传统人工取样滞后，易漏报；半导体干法刻蚀区Cl₂、NF₃、WF₆、HF浓度极低却剧毒，一旦泄漏秒级伤人。两套场景均要求"秒级响应、数据可追溯、维护量低"。

铝电解车间+半导体干法刻蚀双场景有毒有害气体监测方案

一、项目背景与痛点

铝电解车间天车操作员室常年受HF、CO、SO₂侵袭，传统人工取样滞后，易漏报；半导体干法刻蚀区Cl₂、NF₃、WF₆、HF浓度极低却剧毒，一旦泄漏秒级伤人。两套场景均要求"秒级响应、数据可追溯、维护量低"。

二、检测原理

1. HF：激光光谱吸收法，选用2326 nm波段，分辨率0.1 ppb，无惧湿度、粉尘干扰

2. CO：红外NDIR，4.65 μm，0-200 ppm，线性度±1 %

3. SO₂：紫外差分DOAS，190-230 nm，抗交叉干扰，检出限20 ppb

4. Cl₂：膜式电化学，三电极体系，响应T90＜15 s，寿命>24月

5. NF₃、WF₆：电子捕获+红外双通道，NF₃检出限50 ppb，WF₆检出限30 ppb，自动温度补偿

三、产品特点

- 主机隔爆Ex d IIC T6，IP66，-40~+70 ℃稳定运行

- 模块化传感器，热插拔更换，3分钟完成，无需拆线

- OLED屏+中文语音，现场声光+远程4G/SIP广播双重报警

- 内置32 G存储，支持断点续传，云端双备份，满足审计追踪

- 低功耗设计，24 V DC/25 mA，可PoE供电，方便旧线改造

四、系统功能

1. 三级报警：预警、危险、紧急，联动风机、喷淋、设备急停

2. 自诊断：传感器漂移、镜片污染、通讯中断即时推送

3. 趋势分析：1秒采样、5分钟均值、8小时TWA、15分钟STEL一键导出

4. 远程标定：工程师可在办公室完成零点和量程标定，减少登高作业

5. 手机小程序：实时曲线、历史回放、报警截图一键分享，维修前后拍照上传，闭环管理

五、整体解决方案

铝电解车间

- 天车操作员室：正压送风系统末端装1台三合一壁挂主机（HF/CO/SO₂），采样口距呼吸带1.5 m；电解池上方15 m处安装开放式激光HF检测仪，发射端与接收端成对布设，数据无线桥接至PLC

- 安全岛：放置校准气瓶、防爆工具箱，方便月度比对

半导体干法刻蚀区

- 设备尾部排风管：插入式NF₃、WF₆传感器，法兰连接，拆装不停车

- 晶圆传递窗：顶部吸顶Cl₂传感器，与FFU联动，浓度>0.5 ppm即刻关闭送风

- 维修走廊：便携激光HF检漏仪，巡检人员随手检测，数据蓝牙回传

六、选点与安装注意

- 避开涡流、死区，距墙面≥0.3 m，距地面1.2-1.8 m

- 激光HF路径下方禁止堆放移动设备，确保光路0.8-1.2 m无遮挡

- 半导体区采用316 L不锈钢+PTFE管路，防止Cl₂腐蚀

- 所有电缆穿金属防爆管，接地电阻＜4 Ω，符合GB 50058

- 安装后48 h内做"零点+量程+泄漏"三点验证，拍照存档

七、执行标准

GB 50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》、GB/T 50441-2016《铝电解厂工艺设计规范》、SEMI S2-0818半导体制造设备安全准则，计量检定JJG 695-2019

八、核心产品参数（非表格）

- 检测范围：HF 0-10 ppm，CO 0-200 ppm，SO₂ 0-50 ppm，Cl₂ 0-10 ppm，NF₃ 0-100 ppm，WF₆ 0-50 ppm

- 分辨率：0.01 ppm（HF 0.001 ppm）

- 响应时间T90：≤15 s

- 示值误差：≤±2 %F.S

- 重复性：≤1 %

- 防护：IP66，防爆Ex d IIC T6

- 通讯：Modbus TCP/RTU、4G、LoRa、SIP广播

- 工作条件：-40~+70 ℃，10-95 %RH

- 电源：24 V DC ±10 %，功耗

- 尺寸：200×150×90 mm，重量2.1 kg

九、项目收益

实施后可削减90 %泄漏异常停机时间，年节省维护费约35万元；数据云端存储满足ISO 45001审计，为后续碳排核算提供原始台账；员工职业健康风险指数下降70 %，真正让"智慧检测"守护"绿色制造"。

来源：三卫遥测