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常用可燃气体检测技术对比分析

发表时间:2023-06-25 08:42:28      责任编辑:创始人      浏览量:0

一、可燃气体基本概念

  所谓“可燃气体”,就是指能够与空气中的氧气进行均匀混合,形成一定浓度的预混气体,该气体在遇到火源时会发生燃烧和爆炸现象,并释放出大量能量气体。可燃气体的主要成为为烷烃类气体,也有一些无机气体如氢气和一氧化碳等,在石油化工行业较易遇到。从以上不难看出,可燃气体发生燃烧和爆炸必须满足三个条件:可燃气体必须具备一定的浓度,有一定量的氧气,有足够的热量,这三者缺一不可。从燃烧方式来分可以区分为两类:一类是扩散燃烧类,即通过泄露途径,在遇到火源时的混合燃烧;另一类是可燃气体与空气混合发生着火燃烧,该反应较为激烈,速度也较快,且伴随压力。

二、可燃气体检测报警检定的必要性

  可燃气体检测报警检定具有非常重要的价值,因为至今为止,我们国家由于可燃气体发生的重要火灾事故已经非常多了,造成了较多的人员伤亡,所以,为了能够保障我们国家对可燃气体的安全使用,保障我们国家居民的安全,我们必须要对可燃气体进行报警装置的检定,这是一个非常必要的工作。随着我们国家经济力量的不断壮大,我们国家的一些化学药品种类正在不断的增多,因此一些容易发生爆炸,容易在使用过程中造成毒气泄漏的气体越来越多,常常发生较为严重的事故,对人们的居住和使用安全造成了极大的威胁。

  本文所说的可燃气体报警器就是为了预防有害、有毒、易燃、易爆气体在使用过程中发生泄漏,一旦出现有毒气体的泄露就能够进行报警的装置,在一般的报警装置的设置中,爆炸的下线为20%LEL,一旦超过了这个数值就会进行报警,并且将所有的电源断开,同时会将居民的通风口全部打开,能够减缓事故发生的时间,为人们及时处理这样的情况争取了大量的时间,具有非常重要的价值,报警器在使用的过程中,是否具有非常可靠的功能,这直接关系到我们国家居民的生命安全。

  现在我们国家的可燃气体报警器的寿命也就只有4年左右,在使用的过程中,报警器的灵敏度还会不断的下降,以至于出现毒气泄漏的浓度已经超过规定的限度时,不会启动报警的功能,从而引发了事故的发生,人们没有做好安全的防护措施,导致丧失了自己的生命,因此,我们可以看出,可燃气体报警器的检测具有非常重要的意义,及时的对报警器进行检定,能够保障报警器的功能可靠性和量值的准确度,能够极好的对浓度进行检测,及时的进行报警,提醒居民进行安全的防护。

  为了提高报警器的工作效率,我们国家已经非常重视报警器的检测工作,为了解决报警器在工作过程中存在的安全隐患,保障人们的生命安全,我们国家对于报警器的鉴定工作进行了积极的宣传,使得一些不了解国家相应的法律法规,不了解报警器的工作原理以及技术特性,或者对报警器安全性能重视程度不够,致使大量的在用报警器至今未按期申报,并接受强制检定的单位提高了对报警器的重要认识,并且,我们国家进行了相关的法律规定,如果发生了严重的事故是由于没有报警器未按期申报检定而失效,就会对相关的工作人员进行法律的惩罚,这项制度的实施,极大的提高了工作人员的工作态度,提高了对报警器检测的效率,具有非常重要的意义。

三、可燃气体及其检测

  可燃气体发生爆炸必须具备三个条件:

  (1)一定浓度的可燃气体;

  (2)一定量的氧气;

  (3)有足够热量点燃它们的火源,缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸。

  当可燃气体和氧气混合并达到一定浓度时,遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。当可燃气体浓度低于LEL(最低爆炸限度)时(可燃气体浓度不足)和其浓度高于UEL(最高爆炸限度)时(氧气不足)都不会发生爆炸。LEL和UEL都各不相同。一般为安全起见,将在可燃气体浓度在LEL的10%LEL称作警告警报,而20%LEL称作危险警报。 又称LEL检测仪。

1、半导体式传感器

  又称固体式气体传感器,其原理是把电极嵌入到金属氧化物的烧结体中,由气体吸附引起半导体电阻变化,其导电能力随气体浓度变化,从而从传感器的响应电路测知气体浓度。如以氧化锡、氧化锌等金属氧化物为主要成分的烧结体,一般因化学成分偏离化学计量比而呈现n型半导体特性,一旦与碳氢化合物、酒精等可燃性气体或一氧化碳、氨等有毒气体总称还原性气体相接触,由烧结体对可燃气体的吸附作用而产生的导电性能的变化,其导电能力随这些气体浓度而变化。

  这种传感器的特点是寿命长,通常可达到l0年或更长;不易中毒、在高浓度下也不易损坏;可用于有毒有害或可燃气体的检测。但这种传感器很难对特定气体敏感,常用于对混合气体进行检测。

2、催化燃烧式检测器

  催化燃烧式检测仪是常见的以LEL方式测量可燃气体的检测仪。其原理是以惠斯通电桥作为检测单元。在这其中的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质,不论何种易燃气体,只要它能够被电极引燃,铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变,这种电阻变化同可燃气体浓度成一定比例,通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。直接测量可燃气体的体积浓度的热导式VOL检测仪也可以在市场上得到,LEL/VOL合二为一的检测仪也已出现。VOL 特别适合在氧气不足的环境中测量可燃气体的体积浓度(VOL)。

四、催化燃烧式可燃气体传感器设计分析

1、使用催化剂材料

  此法对于催化剂要求较高,可以区分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂,目前对于贵金属催化剂研究已相对成熟,但其缺点是价格较为昂贵,耐热性也较差。后者非金属催化剂越来越受到人们的重视,研究潜力较大。针对贵金属催化剂的缺陷,四氧化三钴、二氧化锰、氧化铁等氧化物催化剂越来越受到大家关注,此类催化剂活性强,尤其以氧化铁为最,具有选择性好、稳定性好的特点。

  此外,常用的催化剂还有Pt、Pd、Rh、Au等贵金属氧化物,活性成分质量分数一般为0.10%至0.50%,氧化催化剂载体通常有二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化铈、二氧化钛等,尤其以氧化铝为最,在其中引入镁锆离子等,可以较好的改善氧化铝的催化性能。

2、基本原理

  该传感器主要是通过催化燃烧来实现可燃气体测量的方法,其由2个固定电阻构成惠斯登桥路,当可燃气体进行扩散至检测元件时,无焰燃烧开始,其反应热量将会使Pt丝电阻增大,此时电桥便会输出变化电压信号,此信号必然与可燃气体浓度成正比。采用此法的优点是:一是反应较为准确,选择性好;二是稳定性好,能实现定量检测,误报的可能性较小;三是寿命约为3年,时间较长。

  总之,我们国家经济力量的不断提高,我们国家的科学技术不断的提高,人们的生活状态越来越好,但是在使用的过程中,必须要加强安全的管理,降低事故发生的频率,才能够保障人们的生命财产安全,才能够有效的提高一些高科技的使用效率,才能够加快我们国家的发展速度。

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