1. Використовується для моніторингу горючих газів і сигналізації
В даний час розробка газочутливих матеріалів дозволила створити газові датчики з високою чутливістю, стабільною продуктивністю, простою структурою, малим розміром і низькою ціною, а також покращила вибірковість і чутливість датчика.Існуючі газові сигналізатори здебільшого використовують газові датчики оксиду олова та каталізатора дорогоцінного металу, але селективність низька, і на точність сигналізації впливає отруєння каталізатора.Чутливість напівпровідникових газочутливих матеріалів до газу пов’язана з температурою.При кімнатній температурі чутливість низька.З підвищенням температури чутливість зростає, досягаючи піку при певній температурі.Оскільки ці чутливі до газу матеріали повинні досягати найкращої чутливості за вищих температур (зазвичай понад 100°C), це не лише споживає додаткову потужність нагріву, але також може спричинити пожежі.
Розробка газових датчиків вирішила цю проблему.Наприклад, датчик газу, виготовлений із чутливої до газу кераміки на основі оксиду заліза, може створити датчик газу з високою чутливістю, хорошою стабільністю та певною вибірковістю без додавання каталізатора благородного металу.Знизьте робочу температуру напівпровідникових газочутливих матеріалів, значно підвищте їхню чутливість при кімнатній температурі, щоб вони могли працювати при кімнатній температурі.В даний час, на додаток до широко використовуваної кераміки на основі одного оксиду металу, розроблено деякі композитні оксиди металів, напівпровідникові газочутливі кераміки та змішані оксиди металів, чутливі до газу.
Встановлюйте датчик газу в місцях, де виробляються, зберігаються, транспортуються та використовуються легкозаймисті, вибухонебезпечні, токсичні та шкідливі гази, щоб вчасно виявити вміст газу та завчасно виявити випадки витоку.Датчик газу пов’язаний із системою захисту, так що система захисту спрацює до того, як газ досягне межі вибухонебезпечності, а втрати від аварії будуть зведені до мінімуму.У той же час мініатюризація і здешевлення газових датчиків дозволяють проникнути в будинок.
2. Застосування у виявленні газу та ліквідації аварій
2.1 Типи та характеристики детекторного газу
Після аварії, пов’язаної з витоком газу, усунення аварії буде зосереджено на відборі проб і тестуванні, визначенні зон попередження, організації евакуації людей у небезпечних зонах, порятунку отруєних, закупорці та дезактивації тощо. Першим аспектом утилізації має бути мінімізувати шкоду персоналу, спричинену витоком, що вимагає розуміння токсичності витоку газу.Токсичність газу стосується витоку речовин, які можуть порушити нормальні реакції організму людей, тим самим зменшуючи здатність людей формулювати контрзаходи та зменшувати травми під час нещасних випадків.Національна асоціація протипожежного захисту поділяє токсичність речовин на такі категорії:
N\H=0 При пожежі, крім загальних горючих речовин, немає інших небезпечних речовин у короткочасному впливі;
N\H=1 Речовини, які можуть викликати роздратування та спричинити легкі травми при короткочасному впливі;
N\H=2 Висока концентрація або короткочасний вплив може спричинити тимчасову втрату працездатності або залишкове ушкодження;
N\H=3 Короткочасний вплив може спричинити серйозні тимчасові або залишкові травми;
N\H=4 Короткочасний вплив також може спричинити смерть або серйозні травми.
Примітка. Наведене вище значення коефіцієнта токсичності N\H використовується лише для вказівки ступеня шкоди людині та не може використовуватися для промислової гігієни та оцінки навколишнього середовища.
Оскільки токсичний газ може потрапити в організм людини через дихальну систему людини та спричинити травми, захист безпеки має бути завершений швидко, коли ви маєте справу з витоком токсичного газу.Це вимагає від персоналу, який займається ліквідацією аварії, зрозуміти тип, токсичність та інші характеристики газу в найкоротший час після прибуття на місце аварії.
Поєднайте матрицю датчиків газу з комп’ютерною технологією, щоб сформувати інтелектуальну систему виявлення газу, яка може швидко й точно ідентифікувати тип газу, таким чином виявляючи токсичність газу.Інтелектуальна система визначення газу складається з матриці датчиків газу, системи обробки сигналів і системи виведення.Для формування масиву використовується безліч датчиків газу з різними характеристиками чутливості, а технологія розпізнавання образів нейронної мережі використовується для розпізнавання газу та моніторингу концентрації змішаного газу.У той же час тип, природа та токсичність звичайних токсичних, шкідливих і легкозаймистих газів вводяться в комп’ютер, а плани ліквідації наслідків складаються відповідно до природи газу та вводяться в комп’ютер.У разі аварії з витоком інтелектуальна система виявлення газу працюватиме відповідно до таких процедур:
Увійдіть на сайт→адсорбуйте зразок газу→генеруйте сигнал датчика газу→сигнал ідентифікації комп'ютера→тип вихідного газу комп'ютера, природа, токсичність і план утилізації.
Завдяки високій чутливості датчика газу його можна виявити, коли концентрація газу дуже низька, без необхідності заглиблюватися в місце аварії, щоб уникнути непотрібної шкоди, спричиненої незнанням ситуації.Використовуючи комп’ютерну обробку, описаний вище процес можна швидко завершити.Таким чином можна швидко й точно вжити ефективних захисних заходів, реалізувати правильний план утилізації та звести до мінімуму втрати від аварій.Крім того, оскільки система зберігає інформацію про природу звичайних газів і плани утилізації, якщо вам відомий тип газу під час витоку, ви можете безпосередньо запитати природу газу та план утилізації в цій системі.
2.2 Знайти витоки
У разі аварії, пов’язаної з витоком, необхідно швидко знайти місце витоку та вжити відповідних заходів, щоб запобігти подальшому розширенню аварії.У деяких випадках виявити витоки важче через довгі трубопроводи, велику кількість контейнерів і приховані витоки, особливо якщо витік незначний.Завдяки дифузійності газу, після витоку газу з контейнера або трубопроводу, під дією зовнішнього вітру і внутрішнього градієнта концентрації, він починає дифундувати навколо, тобто чим ближче до точки витоку, тим вище концентрація газу.Відповідно до цієї функції використання інтелектуальних датчиків газу може вирішити цю проблему.На відміну від системи інтелектуальних датчиків, яка визначає тип газу, масив датчиків газу цієї системи складається з кількох датчиків газу з перекриваючою чутливістю, завдяки чому чутливість системи датчиків до певного газу підвищується, а комп’ютер використовується для обробляти газ.Зміна сигналу чутливого елемента може швидко виявити зміну концентрації газу, а потім знайти точку витоку відповідно до зміни концентрації газу.
В даний час інтеграція газових датчиків робить можливою мініатюризацію сенсорних систем.Наприклад, інтегрований датчик наддрібних частинок, розроблений японською **компанією, може виявляти водень, метан та інші гази, зосереджені на 2 мм квадратній кремнієвій пластині.У той же час розвиток комп'ютерних технологій може збільшити швидкість виявлення цієї системи.Таким чином, можна розробити інтелектуальну сенсорну систему, яку можна легко носити з собою.Поєднання цієї системи з відповідною технологією розпізнавання зображень, використання технології дистанційного керування може дозволити їй автоматично входити в приховані приміщення, отруйні та шкідливі місця, які не придатні для роботи людей, і знаходити місце витоку.
3. Заключні слова
Розробка нових датчиків газу, особливо розробка та вдосконалення інтелектуальних систем вимірювання газу, щоб вони могли відігравати роль сигналізації, виявлення, ідентифікації та прийняття інтелектуальних рішень при аваріях з витоком газу, що значно покращує ефективність і ефективність аварії з витоком газу поводження.Безпека відіграє важливу роль у контролі збитків від аварій.
З постійною появою нових матеріалів, чутливих до газу, інтелект газових датчиків також швидко розвивався.Вважається, що в найближчому майбутньому з’являться інтелектуальні системи визначення газу з більш зрілими технологіями, і поточна ситуація з усуненням аварій, пов’язаних із витоком газу, значно покращиться.
Час публікації: 22 липня 2021 р