1. Uporablja se za nadzor gorljivih plinov in alarm
Trenutno je razvoj materialov, občutljivih na plin, izdelal plinske senzorje z visoko občutljivostjo, stabilnim delovanjem, preprosto strukturo, majhnostjo in nizko ceno ter izboljšal selektivnost in občutljivost senzorja.Obstoječi plinski alarmi večinoma uporabljajo plinske senzorje s kositrovim oksidom in katalizatorjem iz plemenitih kovin, vendar je selektivnost slaba in na natančnost alarma vpliva zastrupitev s katalizatorjem.Občutljivost polprevodniških materialov, občutljivih na plin, je povezana s temperaturo.Občutljivost je nizka pri sobni temperaturi.Ko se temperatura dvigne, se občutljivost poveča in doseže vrh pri določeni temperaturi.Ker morajo ti materiali, občutljivi na plin, doseči najboljšo občutljivost pri višjih temperaturah (običajno nad 100 °C), to ne porablja le dodatne energije za ogrevanje, ampak lahko povzroči tudi požar.
Razvoj plinskih senzorjev je rešil ta problem.Na primer, senzor plina iz keramike na osnovi železovega oksida, občutljive na plin, lahko ustvari senzor plina z visoko občutljivostjo, dobro stabilnostjo in določeno selektivnostjo brez dodajanja katalizatorja iz plemenite kovine.Zmanjšajte delovno temperaturo polprevodniških materialov, občutljivih na plin, močno izboljšajte njihovo občutljivost pri sobni temperaturi, tako da lahko delujejo pri sobni temperaturi.Trenutno so poleg običajno uporabljene enojne kovinske oksidne keramike razvite nekatere kompozitne kovinske oksidne polprevodniške plinsko občutljive keramike in mešane kovinske oksidne plinsko občutljive keramike.
Plinski senzor namestite na mesta, kjer se proizvajajo, shranjujejo, prevažajo in uporabljajo vnetljivi, eksplozivni, strupeni in škodljivi plini za pravočasno odkrivanje vsebnosti plina in zgodnje odkrivanje nesreč zaradi uhajanja.Senzor plina je povezan z zaščitnim sistemom, tako da bo zaščitni sistem deloval, preden plin doseže mejo eksplozije, izguba zaradi nesreče pa bo čim manjša.Hkrati pa miniaturizacija in pocenitev plinskih senzorjev omogočata vstop v dom.
2. Uporaba pri odkrivanju plinov in obravnavi nesreč
2.1 Vrste in značilnosti detekcijskega plina
Ko pride do nesreče z uhajanjem plina, bo obravnavanje nesreče osredotočeno na vzorčenje in testiranje, identifikacijo opozorilnih območij, organizacijo evakuacije ljudi na nevarnih območjih, reševanje zastrupljenih oseb, zamašitev in dekontaminacijo itd. Prvi vidik odstranjevanja mora biti zmanjšanje škode za osebje zaradi uhajanja, kar zahteva razumevanje toksičnosti uhajajočega plina.Strupenost plina se nanaša na uhajanje snovi, ki lahko zmoti normalne reakcije teles ljudi, s čimer se zmanjša sposobnost ljudi, da oblikujejo protiukrepe in zmanjšajo poškodbe v nesrečah.Nacionalno združenje za požarno zaščito deli strupenost snovi v naslednje kategorije:
N\H=0 V primeru požara, razen splošnih gorljivih snovi, v kratkotrajni izpostavljenosti ni drugih nevarnih snovi;
N\H=1 Snovi, ki lahko pri kratkotrajni izpostavljenosti povzročijo draženje in povzročijo manjše poškodbe;
N\H=2 Visoka koncentracija ali kratkotrajna izpostavljenost lahko povzroči začasno invalidnost ali preostale poškodbe;
N\H=3 Kratkotrajna izpostavljenost lahko povzroči resne začasne ali preostale poškodbe;
N\H=4 Kratkotrajna izpostavljenost lahko povzroči tudi smrt ali resne poškodbe.
Opomba: Zgornja vrednost koeficienta toksičnosti N\H se uporablja samo za označevanje stopnje škode za ljudi in je ni mogoče uporabiti za industrijsko higieno in okoljsko oceno.
Ker lahko strupeni plini vstopijo v človeško telo skozi človeški dihalni sistem in povzročijo poškodbe, je treba varnostno zaščito opraviti hitro, ko se ukvarjamo z nesrečami zaradi uhajanja strupenih plinov.To od osebja, ki skrbi za obravnavo nesreče, zahteva, da v najkrajšem času po prihodu na kraj nesreče razume vrsto, strupenost in druge značilnosti plina.
Združite niz plinskih senzorjev z računalniško tehnologijo, da oblikujete inteligentni sistem za zaznavanje plina, ki lahko hitro in natančno prepozna vrsto plina in tako zazna strupenost plina.Inteligentni sistem za zaznavanje plina je sestavljen iz niza senzorjev za plin, sistema za obdelavo signalov in izhodnega sistema.Za oblikovanje niza se uporablja več plinskih senzorjev z različnimi značilnostmi občutljivosti, tehnologija za prepoznavanje vzorcev nevronske mreže pa se uporablja za prepoznavanje plina in spremljanje koncentracije mešanega plina.Istočasno se vrsta, narava in strupenost običajnih strupenih, škodljivih in vnetljivih plinov vnesejo v računalnik, načrti za ravnanje ob nesrečah pa se sestavijo glede na naravo plina in vnos v računalnik.Ko pride do nesreče zaradi uhajanja, bo inteligentni sistem za odkrivanje plina deloval v skladu z naslednjimi postopki:
Vstopite na mesto→adsorbirajte vzorec plina→generirajte signal plinskega senzorja→identifikacijski signal računalnika→vrsta izhodnega plina računalnika, narava, strupenost in načrt odstranjevanja.
Zaradi visoke občutljivosti senzorja za plin ga je mogoče zaznati, ko je koncentracija plina zelo nizka, ne da bi morali iti globoko v kraj nesreče, da bi se izognili nepotrebni škodi zaradi nepoznavanja situacije.Z uporabo računalniške obdelave je zgornji postopek mogoče hitro zaključiti.Na ta način je mogoče hitro in natančno izvesti učinkovite zaščitne ukrepe, izvesti pravilen načrt odstranjevanja in zmanjšati izgube zaradi nesreče na minimum.Poleg tega, ker sistem shranjuje informacije o naravi običajnih plinov in načrtih odstranjevanja, lahko, če poznate vrsto plina pri puščanju, neposredno poizvedujete o naravi plina in načrtu odstranjevanja v tem sistemu.
2.2 Poiščite puščanja
Ko pride do nesreče zaradi puščanja, je treba hitro najti mesto puščanja in sprejeti ustrezne ukrepe za zamašitev, da preprečimo nadaljnje širjenje nesreče.V nekaterih primerih je težje najti puščanje zaradi dolgih cevovodov, več zabojnikov in skritih puščanj, še posebej, če je puščanje rahlo.Zaradi difuzibilnosti plina začne plin po uhajanju iz posode ali cevovoda pod vplivom zunanjega vetra in notranjega koncentracijskega gradienta difundirati naokoli, to je, bližje kot je točka puščanja, višja je koncentracija plina.V skladu s to funkcijo lahko uporaba pametnih plinskih senzorjev reši ta problem.Za razliko od inteligentnega senzorskega sistema, ki zazna vrsto plina, je niz plinskih senzorjev tega sistema sestavljen iz več plinskih senzorjev s prekrivajočo se občutljivostjo, tako da je občutljivost senzorskega sistema na določen plin povečana, računalnik pa se uporablja za predelati plin.Sprememba signala občutljivega elementa lahko hitro zazna spremembo koncentracije plina in nato najde točko puščanja glede na spremembo koncentracije plina.
Trenutno integracija plinskih senzorjev omogoča miniaturizacijo senzorskih sistemov.Na primer, integrirani senzor ultrafinih delcev, ki ga je razvilo japonsko ** podjetje, lahko zazna vodik, metan in druge pline, koncentrirane na 2 mm kvadratni silicijevi rezini.Hkrati lahko razvoj računalniške tehnologije poveča hitrost zaznavanja tega sistema.Zato je mogoče razviti pameten senzorski sistem, ki je majhen in enostaven za prenašanje.Kombinacija tega sistema z ustrezno tehnologijo za prepoznavanje slike lahko z uporabo tehnologije daljinskega upravljanja samodejno vstopi v skrite prostore, strupena in škodljiva mesta, ki niso primerna za delo ljudi, in najde lokacijo puščanja.
3. Sklepne opombe
Razviti nove plinske senzorje, zlasti razvoj in izboljšanje inteligentnih sistemov za zaznavanje plina, tako da lahko igrajo vlogo alarma, odkrivanja, identifikacije in inteligentnega odločanja v nesrečah zaradi uhajanja plina, kar močno izboljša učinkovitost in uspešnost nesreče zaradi uhajanja plina rokovanje.Varnost ima pomembno vlogo pri obvladovanju izgub zaradi nesreč.
Z nenehnim pojavljanjem novih materialov, občutljivih na plin, se je hitro razvila tudi inteligenca plinskih senzorjev.Verjame se, da se bodo v bližnji prihodnosti pojavili pametni sistemi za zaznavanje plina z bolj zrelimi tehnologijami in da se bo trenutna situacija obravnave nesreč zaradi uhajanja plina močno izboljšala.
Čas objave: 22. julij 2021