IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Детектор газа является устройством, которое обнаруживает присутствие газов в зоне, часто является в качестве составной части системы безопасности. Этот тип оборудования используется для обнаружения утечки газа, имеет интерфейс с системой управления, так что процесс может быть автоматически отключен. Детектор газа может подавать звуковой сигнал операторам, работающим в зоне, где происходит утечка, давая им возможность уйти. Этот тип устройства имеет важное значение, потому что есть много газов, которые могут быть вредными для органической жизни, таких как людей или животных.

Газовые детекторы могут быть использованы для обнаружения горючих, легковоспламеняющихся и токсичных газов, а также к кислородному истощению. Этот тип устройства широко используется в промышленности и могут использоваться, например, на нефтяных вышках, чтобы контролировать процессы и производство новых технологий, таких asphotovoltaic. Они могут быть использованы в тушении пожара.

Обнаружения утечек газа является процессом выявления утечек потенциально опасных газов с помощью датчиков. Эти датчики обычно используют звуковой сигнал, чтобы предупредить людей, когда опасный газ был обнаружен. Обычные датчики включают датчики инфракрасные точки, ультразвуковые датчики, датчики электрохимических газовых и полупроводниковых датчиков. Совсем недавно, датчики инфракрасные визуализации вошли в употребление. Все эти датчики используются для широкого спектра применений и могут быть найдены на промышленных предприятиях, нефтеперерабатывающих заводов, очистных сооружений, транспортных средств и домов.

История

Методы обнаружения утечек газа стали проблемой после того, как были обнаружены эффекты вредных газов на здоровье человека. До современных электронных датчиков, методы раннего обнаружения полагались на менее точных детекторов. В 19 и начале 20 веков, угольщики брали с собой канареек вниз в туннеля в качестве системы раннего обнаружения опасных для жизни газов, таких как углекислый газ, окись углерода и метан. Канарейка, как правило, очень мелодичная птица, перестает петь и в конце концов умирает, если не выносят из этих газов, это сигнализация шахтеров, чтобы выйти из шахты быстро.

До разработки детекторов окиси углерода электронных бытовых в 1980-х и 1990-х годах, присутствие монооксида углерода было обнаружено с химически заваренного бумаги, становилась коричневой, когда подвергается воздействию газа. С тех пор многие электронные технологии и устройства были разработаны для обнаружения, мониторинга и предупреждения утечки широкого спектра газов.

Поскольку стоимость и производительность электронных датчиков газа улучшалась, они были включены в более широкий спектр систем. Их использование в автомобилях было первоначально для контроля выбросов двигателя, но теперь датчики газа также могут быть использованы, чтобы обеспечить комфорт для пассажиров и безопасность. Датчики двуокиси углерода были установлены в зданиях, как часть спроса контролируемых систем вентиляции. Сложные системы датчиков газа исследуются для использования в медицинских диагностических системах, мониторинга и лечения, далеко за пределами их первоначального использования в операционных залах. Газовые мониторы и сигналы тревоги для окиси углерода и других вредных газов становятся все более доступными для офисов и домашнего использования, и становятся юридически требуемыми в некоторых юрисдикциях.

Первоначально, детекторы были произведены для обнаружения одного газа. Современные блоки могут обнаружить несколько токсичных или горючих газов, или даже сочетание. Новые анализаторы газа могут разрушить сигналы компонентов из сложного аромата выделить несколько газов одновременно.

Типы

Газовые детекторы могут быть классифицированы в соответствии с механизмом работы (полупроводники, окисление, каталитический, инфракрасный и т.д.). Газовые детекторы бывают в двух основных форм-факторов: портативных устройств и датчиков стационарных газовых.

Портативные детекторы используются для контроля атмосферы вокруг персонала и носится на одежде или на поясе/жгуте. Эти детекторы газа, как правило, работают от батареи. Они передают предупреждения через звуковые и визуальные сигналы, такие как сигналы тревоги и мигание, когда опасные уровни паров газа обнаруживаются.

Стационарные детекторы газа могут быть использованы для обнаружения одного или более типов газа. Неподвижные датчики , как правило, установлены вблизи технологической зоны завода или диспетчерской, или защищаемой зоны, такие как в жилой, в спальне. Как правило, промышленные датчики устанавливаются на фиксированных мягких стальных конструкциях и кабель соединяет детекторы с SCADAsystem для непрерывного мониторинга. Расцепление блокировки может быть активировано для чрезвычайной ситуации.

Электрохимический

Электрохимические датчики газа работают, позволяя газам диффундировать через пористую мембрану к электроду, где он либо химически окисляться или восстанавливаться. Величина тока, вырабатываемого определяется тем, сколько газа окисляется на электроде, указывает на концентрацию газа. Производитель может настроить электрохимические датчики газа путем изменения пористого барьера, чтобы обеспечить обнаружение определенного диапазона концентраций газа. Кроме того, так как диффузионный барьер представляет собой физический/механический барьер, детектор имеет тенденцию быть более стабильным и надежным в течение длительности датчика и, следовательно, требуется меньше технического обслуживания по сравнению с другими технологиями ранних детекторов.

Инфракрасный

Инфракрасные датчики (ИК) используют излучение, проходящее через известный объем газа; энергия от датчика луча поглощается на определенных длинах волн, в зависимости от свойств конкретного газа. Например, окись углерода поглощает длину волны около 4,2-4,5 мкм. Энергия в этой длине волны по сравнению с длиной волны за пределами диапазона поглощения; разница в энергии между этими двумя длинами волн пропорциональна концентрации присутствующего газа.

Этот тип датчика является предпочтительным, так как он не должен быть помещен в газ, чтобы обнаружить его и может быть использован для дистанционного зондирования. Инфракрасные датчики точки могут быть использованы для обнаружения углеводородов и других инфракрасных активных газов, такие как водяной пар и углекислый газ. ИК-датчики обычно находятся в очистных сооружений, нефтеперерабатывающих заводов, газовых турбинах, химических заводах и других объектах, где горючие газы присутствуют и возможность взрыва существует. Возможность дистанционного зондирования позволяет большие объемы пространства, подлежащих мониторингу.

Ультразвуковой

Ультразвуковые датчики газа используют акустические датчики для обнаружения изменений в фоновом шуме окружающей среды. Так как у большинства утечек газа высокого давления генерация звука в ультразвуковом диапазоне от 25 кГц до 10 МГц, датчики могут легко отличить эти частоты от фонового акустического шума, который происходит в звуковом диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Детектор утечки газа ультразвуковой затем производит сигнал тревоги, когда происходит ультразвуковое отклонение от нормального состояния фонового шума. Датчики утечки газа ультразвуковые не могут измерить концентрацию газа, но устройство может определить скорость утечки из ускользающего газа, так как ультразвуковой уровень звука зависит от давления газа и размера утечки.

Детекторы газа ультразвуковые в основном используются для дистанционного зондирования в уличных условиях, где погодные условия могут легко рассеять выделяющиеся газы, прежде чем позволить ему достичь течеискателей, которые требуют контакта с газом, чтобы обнаружить его и звуковой сигнал.

Голографический

Голографические датчики газа используют отражение света для обнаружения изменений в полимерной матрице пленки, содержащей голограмму. Так как голограмма отражают свет на определенных длинах волн, изменение в их составе может генерировать красочное отражение, указывающее на присутствие молекулы газа. Тем не менее, голографические датчики требуют источники освещения, такие как белый свет и детектор наблюдателя.

Обнаружение углеводородных газов/управление рисками

• Метан легче воздуха (возможность накопления под кровлей)

• Этан немного тяжелее воздуха (возможность объединения на наземных уровнях/ямах)

• Пропан тяжелее воздуха (возможность объединения на наземных уровнях/ямах)

• Бутан тяжелее воздуха (возможность объединения на наземных уровнях/ямах)

Список литературы

1. SP 62.13330.2011* Distribution system. The updated edition of SNiP 42-01-2002.

2. PB 12-529-03. Safety rules of gas distribution systems and gas consumption.

3. http://www.edudic.ru/hie/1728/

4. http://sigadoma.ru/umnyj-dom/datchik-utechki-gaza.html

5. http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/detectors/gas_det.htm

6. http://energomir.net/gazosnabzhenie/gazovye-pribory/detektor-ugarnogo-gaza.html

Код для цитирования: Скопировать