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安帕爾：常用可燃氣體檢測技術對比分析
2024-06-13
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隨著人們自身安全防范意識的提升和政府部門的強力推動，城市中以可燃氣體報警器為代表的可燃氣體檢測系統應運而生，一經面世很快得到了推廣普及，需求量激增，可見人們對于此種設備的需求。
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，在石油化工行業較易遇到。從以上不難看出，可燃氣體發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定的限度時，不會啟動報警的功能，從而引發了事故的發生，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，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定，如果發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
可燃氣體發生爆炸必須具備三個條件：
（1）一定濃度的可燃氣體；
（2）一定量的氧氣；
（3）有足夠熱量點燃它們的火源，缺少其中任何一個條件都不會引起火災和爆炸。
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。
1：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。
2：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
1：使用催化劑材料
此法對于催化劑要求較高，可以區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。
2：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。采用此法的優點是：一是反應較為準確，選擇性好；二是穩定性好，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展速度。
