1. Utilizzato per il monitoraggio e l'allarme di gas combustibili
Allo stato attuale, lo sviluppo di materiali sensibili al gas ha reso i sensori di gas ad alta sensibilità, prestazioni stabili, struttura semplice, dimensioni ridotte e prezzo basso e ha migliorato la selettività e la sensibilità del sensore.Gli allarmi gas esistenti utilizzano principalmente sensori di ossido di stagno più catalizzatore di metalli preziosi, ma la selettività è scarsa e la precisione dell'allarme è compromessa a causa dell'avvelenamento del catalizzatore.La sensibilità al gas dei materiali semiconduttori sensibili ai gas è correlata alla temperatura.La sensibilità è bassa a temperatura ambiente.All'aumentare della temperatura, la sensibilità aumenta, raggiungendo un picco ad una certa temperatura.Poiché questi materiali sensibili ai gas devono raggiungere la migliore sensibilità a temperature più elevate (generalmente superiori a 100°C), ciò non solo consuma ulteriore potenza di riscaldamento, ma può anche causare incendi.
Lo sviluppo dei sensori di gas ha risolto questo problema.Ad esempio, un sensore di gas in ceramica sensibile al gas a base di ossido di ferro può creare un sensore di gas con elevata sensibilità, buona stabilità e una certa selettività senza aggiungere un catalizzatore di metallo nobile.Ridurre la temperatura di lavoro dei materiali sensibili ai gas semiconduttori, migliorare notevolmente la loro sensibilità a temperatura ambiente, in modo che possano funzionare a temperatura ambiente.Allo stato attuale, oltre alle ceramiche a singolo ossido di metallo comunemente utilizzate, sono state sviluppate alcune ceramiche sensibili ai gas semiconduttori di ossido di metallo composito e ceramiche miste sensibili ai gas di ossido di metallo.
Installare il sensore di gas in luoghi in cui vengono prodotti, immagazzinati, trasportati e utilizzati gas infiammabili, esplosivi, tossici e nocivi per rilevare tempestivamente il contenuto di gas e rilevare tempestivamente eventuali perdite.Il sensore di gas è collegato al sistema di protezione, in modo che il sistema di protezione agisca prima che il gas raggiunga il limite di esplosione e la perdita per incidente sia ridotta al minimo.Allo stesso tempo, la miniaturizzazione e la riduzione del prezzo dei sensori di gas rendono possibile l'ingresso in casa.
2. Applicazione nel rilevamento di gas e nella gestione degli incidenti
2.1 Tipi e caratteristiche del gas di rilevamento
Dopo che si è verificato un incidente con fuga di gas, la gestione dell'incidente si concentrerà sul campionamento e il collaudo, l'identificazione delle aree di allarme, l'organizzazione dell'evacuazione delle persone nelle aree pericolose, il salvataggio delle persone avvelenate, il tamponamento e la decontaminazione, ecc. Il primo aspetto dello smaltimento dovrebbe essere quello di minimizzare i danni al personale causati dalla perdita, che richiede una comprensione della tossicità del gas fuoriuscito.La tossicità del gas si riferisce alla fuoriuscita di sostanze che possono interrompere le normali reazioni del corpo delle persone, riducendo così la capacità delle persone di formulare contromisure e ridurre le lesioni negli incidenti.La National Fire Protection Association suddivide la tossicità delle sostanze nelle seguenti categorie:
N\H=0 In caso di incendio, oltre ai combustibili generici, non sono presenti altre sostanze pericolose in esposizione a breve termine;
N\H=1 Sostanze che possono causare irritazione e causare lesioni lievi in caso di esposizione a breve termine;
N\H=2 Un'elevata concentrazione o un'esposizione a breve termine può causare invalidità temporanea o lesioni residue;
N\H=3 L'esposizione a breve termine può causare gravi lesioni temporanee o residue;
N\H=4 L'esposizione a breve termine può anche causare morte o lesioni gravi.
Nota: il suddetto valore del coefficiente di tossicità N\H viene utilizzato solo per indicare il grado di danno umano e non può essere utilizzato per l'igiene industriale e la valutazione ambientale.
Poiché il gas tossico può entrare nel corpo umano attraverso il sistema respiratorio umano e causare lesioni, la protezione di sicurezza deve essere completata rapidamente quando si affrontano incidenti con fughe di gas tossico.Ciò richiede che il personale addetto alla gestione degli incidenti comprenda il tipo, la tossicità e altre caratteristiche del gas nel minor tempo possibile dopo l'arrivo sul luogo dell'incidente.
Combina l'array di sensori di gas con la tecnologia informatica per formare un sistema di rilevamento gas intelligente, in grado di identificare rapidamente e con precisione il tipo di gas, rilevando così la tossicità del gas.Il sistema di rilevamento del gas intelligente è composto da un array di sensori di gas, un sistema di elaborazione del segnale e un sistema di output.Una pluralità di sensori di gas con diverse caratteristiche di sensibilità viene utilizzata per formare un array e la tecnologia di riconoscimento del modello di rete neurale viene utilizzata per il riconoscimento del gas e il monitoraggio della concentrazione del gas miscelato.Allo stesso tempo, il tipo, la natura e la tossicità dei comuni gas tossici, nocivi e infiammabili vengono immessi nel computer e i piani di gestione degli incidenti vengono compilati in base alla natura del gas e immessi nel computer.Quando si verifica un incidente di perdita, il sistema di rilevamento gas intelligente funzionerà secondo le seguenti procedure:
Accedere al sito → adsorbire campione di gas → sensore di gas generare segnale → segnale di identificazione del computer → tipo di gas in uscita dal computer, natura, tossicità e piano di smaltimento.
Grazie all'elevata sensibilità del sensore di gas, può essere rilevato quando la concentrazione di gas è molto bassa, senza dover addentrarsi in profondità nel luogo dell'incidente, in modo da evitare danni inutili causati dall'ignoranza della situazione.Utilizzando l'elaborazione del computer, il processo di cui sopra può essere completato rapidamente.In questo modo è possibile adottare misure di protezione efficaci in modo rapido e preciso, attuare il corretto piano di smaltimento e ridurre al minimo i danni causati da incidenti.Inoltre, poiché il sistema memorizza informazioni sulla natura dei gas comuni e sui piani di smaltimento, se si conosce il tipo di gas in una perdita, è possibile interrogare direttamente la natura del gas e il piano di smaltimento in questo sistema.
2.2 Trova le perdite
Quando si verifica un incidente con una perdita, è necessario trovare rapidamente il punto di perdita e adottare le opportune misure di chiusura per evitare che l'incidente si espanda ulteriormente.In alcuni casi, è più difficile trovare perdite a causa di tubazioni lunghe, più contenitori e perdite nascoste, soprattutto quando la perdita è leggera.A causa della diffusibilità del gas, dopo che il gas è fuoriuscito dal contenitore o dalla tubazione, sotto l'azione del vento esterno e del gradiente di concentrazione interno, inizia a diffondersi intorno, cioè più vicino al punto di perdita, maggiore è la concentrazione di gas.Secondo questa caratteristica, l'uso di sensori di gas intelligenti può risolvere questo problema.Diversamente dal sistema di sensori intelligenti che rileva il tipo di gas, l'array di sensori di gas di questo sistema è composto da diversi sensori di gas con sensibilità sovrapposta, in modo che la sensibilità del sistema di sensori a un determinato gas sia migliorata e il computer sia utilizzato per elaborare il gas.La variazione del segnale dell'elemento sensibile può rilevare rapidamente la variazione della concentrazione di gas e quindi trovare il punto di perdita in base alla variazione della concentrazione di gas.
Attualmente, l'integrazione dei sensori di gas rende possibile la miniaturizzazione dei sistemi di sensori.Ad esempio, un sensore di particelle ultrafini integrato sviluppato dall'azienda giapponese** è in grado di rilevare idrogeno, metano e altri gas, concentrati su un wafer di silicio quadrato di 2 mm.Allo stesso tempo, lo sviluppo della tecnologia informatica può aumentare la velocità di rilevamento di questo sistema.Pertanto, è possibile sviluppare un sistema di sensori intelligenti che sia piccolo e facile da trasportare.Combinando questo sistema con un'appropriata tecnologia di riconoscimento delle immagini, l'utilizzo della tecnologia di controllo remoto può farlo entrare automaticamente in spazi nascosti, luoghi velenosi e dannosi che non sono adatti al lavoro delle persone e trovare la posizione delle perdite.
3. Osservazioni conclusive
Sviluppare nuovi sensori di gas, in particolare lo sviluppo e il miglioramento di sistemi di rilevamento del gas intelligenti, in modo che possano svolgere il ruolo di allarme, rilevamento, identificazione e processo decisionale intelligente negli incidenti di fuga di gas, migliorando notevolmente l'efficienza e l'efficacia dell'incidente di fuga di gas gestione.La sicurezza svolge un ruolo importante nel controllo delle perdite per incidenti.
Con la continua comparsa di nuovi materiali sensibili ai gas, anche l'intelligenza dei sensori di gas è stata rapidamente sviluppata.Si ritiene che nel prossimo futuro usciranno sistemi di rilevamento del gas intelligenti con tecnologie più mature e la situazione attuale della gestione degli incidenti con perdite di gas sarà notevolmente migliorata.
Tempo di pubblicazione: 22-lug-2021