人們生活水平的提升,以天然氣、液化氣為代表的可燃氣體已經進入了千家萬戶,為城市飲食、取暖等發(fā)揮了及其重要的作用,但同時也要看到,每年由于可燃氣使用不當而造成的爆炸等惡性事件常見于報端,可見其也是一把“雙刃劍”,搞好可燃氣體檢測系統(tǒng)對于保證人們群眾生命財產安全,建設社會主義和諧社會意義重大。
一、可燃氣體基本概念
所謂“可燃氣體”,就是指能夠與空氣中的氧氣進行均勻混合,形成一定濃度的預混氣體,該氣體在遇到火源時會發(fā)生燃燒和爆炸現象,并釋放出大量能量氣體。可燃氣體的主要成為為烷烴類氣體,也有一些無機氣體如氫氣和一氧化碳等,在石油化工行業(yè)較易遇到。從以上不難看出,可燃氣體發(fā)生燃燒和爆炸必須滿足三個條件:可燃氣體必須具備一定的濃度,有一定量的氧氣,有足夠的熱量,這三者缺一不可。從燃燒方式來分可以區(qū)分為兩類:一類是擴散燃燒類,即通過泄露途徑,在遇到火源時的混合燃燒;另一類是可燃氣體與空氣混合發(fā)生著火燃燒,該反應較為激烈,速度也較快,且伴隨壓力。
二、可燃氣體檢測報警檢定的必要性
可燃氣體檢測報警檢定具有非常重要的價值,因為至今為止,我們國家由于可燃氣體發(fā)生的重要火災事故已經非常多了,造成了較多的人員傷亡,所以,為了能夠保障我們國家對可燃氣體的安全使用,保障我們國家居民的安全,我們必須要對可燃氣體進行報警裝置的檢定,這是一個非常必要的工作。隨著我們國家經濟力量的不斷壯大,我們國家的一些化學藥品種類正在不斷的增多,因此一些容易發(fā)生爆炸,容易在使用過程中造成毒氣泄漏的氣體越來越多,常常發(fā)生較為嚴重的事故,對人們的居住和使用安全造成了極大的威脅。
本文所說的可燃氣體報警器就是為了預防有害、有毒、易燃、易爆氣體在使用過程中發(fā)生泄漏,一旦出現有毒氣體的泄露就能夠進行報警的裝置,在一般的報警裝置的設置中,爆炸的下線為20%LEL,一旦超過了這個數值就會進行報警,并且將所有的電源斷開,同時會將居民的通風口全部打開,能夠減緩事故發(fā)生的時間,為人們及時處理這樣的情況爭取了大量的時間,具有非常重要的價值,報警器在使用的過程中,是否具有非常可靠的功能,這直接關系到我們國家居民的生命安全。
現在我們國家的可燃氣體報警器的壽命也就只有4年左右,在使用的過程中,報警器的靈敏度還會不斷的下降,以至于出現毒氣泄漏的濃度已經超過規(guī)定的限度時,不會啟動報警的功能,從而引發(fā)了事故的發(fā)生,人們沒有做好安全的防護措施,導致喪失了自己的生命,因此,我們可以看出,可燃氣體報警器的檢測具有非常重要的意義,及時的對報警器進行檢定,能夠保障報警器的功能可靠性和量值的準確度,能夠極好的對濃度進行檢測,及時的進行報警,提醒居民進行安全的防護。
為了提高報警器的工作效率,我們國家已經非常重視報警器的檢測工作,為了解決報警器在工作過程中存在的安全隱患,保障人們的生命安全,我們國家對于報警器的鑒定工作進行了積極的宣傳,使得一些不了解國家相應的法律法規(guī),不了解報警器的工作原理以及技術特性,或者對報警器安全性能重視程度不夠,致使大量的在用報警器至今未按期申報,并接受強制檢定的單位提高了對報警器的重要認識,并且,我們國家進行了相關的法律規(guī)定,如果發(fā)生了嚴重的事故是由于沒有報警器未按期申報檢定而失效,就會對相關的工作人員進行法律的懲罰,這項制度的實施,極大的提高了工作人員的工作態(tài)度,提高了對報警器檢測的效率,具有非常重要的意義。
三、可燃氣體及其檢測
可燃氣體發(fā)生爆炸必須具備三個條件:
當可燃氣體和氧氣混合并達到一定濃度時,遇具有一定溫度的火源就會發(fā)生爆炸。當可燃氣體濃度低于LEL(最低爆炸限度)時(可燃氣體濃度不足)和其濃度高于UEL(最高爆炸限度)時(氧氣不足)都不會發(fā)生爆炸。LEL和UEL都各不相同。一般為安全起見,將在可燃氣體濃度在LEL的10%LEL稱作警告警報,而20%LEL稱作危險警報。可燃氣體檢測儀又稱LEL檢測儀。
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半導體式傳感器
又稱固體式氣體傳感器,其原理是把電極嵌入到金屬氧化物的燒結體中,由氣體吸附引起半導體電阻變化,其導電能力隨氣體濃度變化,從而從傳感器的響應電路測知氣體濃度。如以氧化錫、氧化鋅等金屬氧化物為主要成分的燒結體,一般因化學成分偏離化學計量比而呈現n型半導體特性,一旦與碳氫化合物、酒精等可燃性氣體或一氧化碳、氨等有毒氣體總稱還原性氣體相接觸,由燒結體對可燃氣體的吸附作用而產生的導電性能的變化,其導電能力隨這些氣體濃度而變化。
這種傳感器的特點是壽命長,通常可達到l0年或更長;不易中毒、在高濃度下也不易損壞;可用于有毒有害或可燃氣體的檢測。但這種傳感器很難對特定氣體敏感,常用于對混合氣體進行檢測。
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催化燃燒式檢測器
催化燃燒式檢測儀是常見的以LEL方式測量可燃氣體的檢測儀。其原理是以惠斯通電橋作為檢測單元。在這其中的一個鉑金絲電橋上涂有催化燃燒物質,不論何種易燃氣體,只要它能夠被電極引燃,鉑金絲電橋的電阻就會由于溫度變化發(fā)生改變,這種電阻變化同可燃氣體濃度成一定比例,通過儀器的電路系統(tǒng)和微處理機可以計算出可燃氣體的濃度。直接測量可燃氣體的體積濃度的熱導式VOL檢測儀也可以在市場上得到,LEL/VOL合二為一的檢測儀也已出現。VOL可燃氣體檢測儀特別適合在氧氣不足的環(huán)境中測量可燃氣體的體積濃度(VOL)。
四、催化燃燒式可燃氣體傳感器設計分析
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使用催化劑材料
此法對于催化劑要求較高,可以區(qū)分為貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑,目前對于貴金屬催化劑研究已相對成熟,但其缺點是價格較為昂貴,耐熱性也較差。后者非金屬催化劑越來越受到人們的重視,研究潛力較大。針對貴金屬催化劑的缺陷,四氧化三鈷、二氧化錳、氧化鐵等氧化物催化劑越來越受到大家關注,此類催化劑活性強,尤其以氧化鐵為最,具有選擇性好、穩(wěn)定性好的特點。
此外,常用的催化劑還有Pt、Pd、Rh、Au等貴金屬氧化物,活性成分質量分數一般為0.10%至0.50%,氧化催化劑載體通常有二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈰、二氧化鈦等,尤其以氧化鋁為最,在其中引入鎂鋯離子等,可以較好的改善氧化鋁的催化性能。
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基本原理
該傳感器主要是通過催化燃燒來實現可燃氣體測量的方法,其由2個固定電阻構成惠斯登橋路,當可燃氣體進行擴散至檢測元件時,無焰燃燒開始,其反應熱量將會使Pt絲電阻增大,此時電橋便會輸出變化電壓信號,此信號必然與可燃氣體濃度成正比。采用此法的優(yōu)點是:一是反應較為準確,選擇性好;二是穩(wěn)定性好,能實現定量檢測,誤報的可能性較小;三是壽命約為3年,時間較長。
總之,我們國家經濟力量的不斷提高,我們國家的科學技術不斷的提高,人們的生活狀態(tài)越來越好,但是在使用的過程中,必須要加強安全的管理,降低事故發(fā)生的頻率,才能夠保障人們的生命財產安全,才能夠有效的提高一些高科技的使用效率,才能夠加快我們國家的發(fā)展速度。