一、用于可燃气体监测报警
目前,气敏材料的发展使得气体传感器的灵敏度高、性能稳定、结构简单、体积小、价格便宜,并提高了传感器的选择性和敏感性。现有的燃气报警器,多采用氧化锡加贵金属催化剂气敏元件,但选择性差,并且因催化剂中毒而影响报警的准确性。半导体气敏材料对气体的敏感性与温度有关。常温下敏感度较低,随着温度的升高,敏感度增加,在一定温度下达到峰值。由于这些气敏材料在需要在较高温度下(一般大于100℃)达到敏感度最好,这不仅要消耗额外的加热功率,还会引发火灾。
将气体传感器安装在易燃、易爆、有毒有害气体的生产、储运、使用等场所中,及时检测气体含量,及早发现泄漏事故。并将气体传感器与保护系统联动,使保护系统在气体到达爆炸极限前动作,将事故损失控制在最低。同时,气体传感器的小型化和价格的降低,使之进入家庭成为可能。
二、在气体检测及事故处置中的应用
1、检测气体种类及特性
在气体泄漏事故发生后,事故处置将围绕采样检测、确定警戒区域、组织危险区域内群众撤离、抢救中毒人员、堵漏、洗消等方面展开。进行处置的第一个方面应该是尽量减少泄漏对人员的伤害,这就要求了解泄漏气体的毒性。气体的毒性指泄漏使物质能够扰乱人们机体的正常反应,因而降低人在事故中制订对策和减轻伤害的能力。美国消防协会将物质的毒性分为以下几类:
NH=0火灾时除一般可燃物危险外,短期接触没有其它危险的物质。
NH=1短期接触可引起刺激,致人轻微伤害的物质。
NH=2高浓度或短期接触可致人暂时失去能力或残留伤害。
NH=3短期接触可致人严重的暂时或残留伤害。
NH=4短暂接触也能致人死亡或严重伤害。[ZK)>
注:以上毒性系数N/-H值只是用来表示人体受害的程度,不能用于工业卫生和环境的评价。
由于有毒气体可通过人的呼吸系统进入人体造成伤害,在处置有毒气体泄漏事故时的安全防护必须迅速完成。这就要求事故处置人员在到达事故现场后,在最短的时间内能够了解气体的种类、毒性等特性。
进入现场→吸附气体样品→气敏元件产生信号→计算机识别信号→计算机输出气体种类、性质、毒性及处置方案
由于气体传感器的灵敏度较高,在气体浓度很低的时候就可以进行检测,而不必深入事故现场,以避免不了解情况而造成不必要的伤害。使用计算机处理,以上过程可以迅速完成。这样,可以迅速准确地采取有效的防护措施,实施正确的处置方案,将事故损失降低到最低程度。另外,由于系统中存储常见气体的性质及处置预案等信息,如果知道泄漏事故中气体的种类,可直接在这套系统中查询气体性质和处置方案。
2、寻找泄漏点
当泄漏事故发生后,迅速寻找泄漏点,采取适当的堵漏措施是防止事故进一步扩大的必要条件。在有些情况下,由于管线较长、容器较多、泄漏点较隐蔽等原因,特别是泄漏较轻时,泄漏点的寻找比较困难。由于气体的扩散性,气体从容器或管线中泄漏出以后,在外部风力和内部浓度梯度的作用下,开始向四周扩散,即离泄漏点越近,气体的浓度越高。根据这一特点,使用智能气体传感器可解决这一问题。与检测气体种类的智能传感系统不同的是,这种系统的气敏阵列选用若干敏感性部分重叠的气敏元件组成,使传感系统对某一种气体的敏感性增强,利用计算机处理气敏元件的信号变化,可以很快检测出气体的浓度变化,然后根据气体浓度变化找到泄漏点。
目前,气敏元件集成化使传感器系统的微型化成为可能。例如,日本松下公司研制的一种集成化超微粒传感器,可探测氢气、甲烷等气体,集中在2mm见方的硅片上。同时,计算机技术的发展可以使这种系统的探测速度更快。因此,可以开发小型易于携带的智能传感器系统。将这一系统和合适的图像识别技术相结合,利用遥控技术可以使它自动进入隐蔽空间、有毒有害等人员不宜进入的地点工作,查找泄漏点的位置。
更多传感器相关文章请见: