تطبيقات حساسات الغاز في معالجة حوادث تسرب الغاز

1. تستخدم لرصد الغازات القابلة للاحتراق والإنذار

في الوقت الحاضر ، أدى تطوير المواد الحساسة للغاز إلى جعل أجهزة استشعار الغاز ذات حساسية عالية وأداء مستقر وبنية بسيطة وصغر حجم وسعر منخفض ، كما أدى إلى تحسين انتقائية وحساسية المستشعر.تستخدم إنذارات الغاز الحالية في الغالب مستشعرات غاز أكسيد القصدير بالإضافة إلى محفز المعادن الثمينة ، ولكن الانتقائية ضعيفة ، وتتأثر دقة الإنذار بسبب تسمم المحفز.ترتبط حساسية المواد الحساسة لغاز أشباه الموصلات بالغاز بدرجة الحرارة.الحساسية منخفضة في درجة حرارة الغرفة.مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد الحساسية لتصل إلى ذروتها عند درجة حرارة معينة.نظرًا لأن هذه المواد الحساسة للغاز تحتاج إلى تحقيق أفضل حساسية عند درجات حرارة أعلى (أكبر من 100 درجة مئوية بشكل عام) ، فإن هذا لا يستهلك طاقة تسخين إضافية فحسب ، بل يمكن أن يتسبب أيضًا في نشوب حرائق.

أدى تطوير مجسات الغاز إلى حل هذه المشكلة.على سبيل المثال ، يمكن لمستشعر الغاز المصنوع من السيراميك الحساس للغاز المعتمد على أكسيد الحديد أن يخلق مستشعر غاز بحساسية عالية وثبات جيد وانتقائية معينة دون إضافة محفز معدني نبيل.تقليل درجة حرارة العمل للمواد الحساسة للغاز أشباه الموصلات ، وتحسين حساسيتها بدرجة كبيرة في درجة حرارة الغرفة ، بحيث يمكنها العمل في درجة حرارة الغرفة.في الوقت الحاضر ، بالإضافة إلى سيراميك أكسيد الفلز الأحادي الشائع الاستخدام ، تم تطوير بعض السيراميك الحساس للغاز بأكسيد الفلز المركب والسيراميك الحساس لغاز أكسيد المعدن المختلط.

قم بتركيب مستشعر الغاز في الأماكن التي يتم فيها إنتاج الغازات القابلة للاشتعال والانفجار والسامة والضارة وتخزينها ونقلها واستخدامها للكشف عن محتوى الغاز في الوقت المناسب والعثور على حوادث التسرب في وقت مبكر.مستشعر الغاز مرتبط بنظام الحماية ، بحيث يعمل نظام الحماية قبل أن يصل الغاز إلى حد الانفجار ، وسيتم تقليل فقد الحادث إلى الحد الأدنى.في الوقت نفسه ، فإن تصغير مستشعرات الغاز وتقليل أسعارها يجعل من الممكن دخول المنزل.

2. التطبيق في الكشف عن الغاز ومعالجة الحوادث

2.1 الكشف عن أنواع الغازات وخصائصها

بعد وقوع حادث تسرب الغاز ، سيركز التعامل مع الحادث على أخذ العينات والاختبار ، وتحديد مناطق التحذير ، وتنظيم إخلاء الأشخاص في المناطق الخطرة ، وإنقاذ الأشخاص المصابين بالتسمم ، والانسداد وإزالة التلوث ، وما إلى ذلك. يجب أن يكون الجانب الأول من التخلص هو تقليل الأضرار التي تلحق بالأفراد بسبب التسرب ، الأمر الذي يتطلب فهمًا لسمية الغاز المتسرب.تشير سمية الغاز إلى تسرب المواد التي يمكن أن تعطل ردود الفعل الطبيعية لأجسام الناس ، وبالتالي تقلل من قدرة الناس على صياغة تدابير مضادة وتقليل الإصابات في الحوادث.تقسم الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق سمية المواد إلى الفئات التالية:

N \ H = 0 في حالة نشوب حريق ، باستثناء المواد القابلة للاحتراق العامة ، لا توجد مواد خطرة أخرى في حالة التعرض قصير المدى ؛

N \ H = 1 مواد يمكن أن تسبب تهيجًا وإصابات طفيفة عند التعرض قصير المدى ؛

N \ H = 2 يمكن أن يتسبب التركيز العالي أو التعرض قصير المدى في إعاقة مؤقتة أو إصابة متبقية ؛

N \ H = 3 يمكن أن يتسبب التعرض قصير الأجل في إصابة خطيرة مؤقتة أو متبقِّية ؛

N \ H = 4 يمكن أن يتسبب التعرض قصير المدى أيضًا في الوفاة أو الإصابة الخطيرة.

ملحوظة: قيمة معامل السمية أعلاه N \ H تستخدم فقط للإشارة إلى درجة الضرر البشري ، ولا يمكن استخدامها للنظافة الصناعية والتقييم البيئي.

نظرًا لأن الغازات السامة يمكن أن تدخل جسم الإنسان من خلال الجهاز التنفسي للإنسان وتسبب الإصابة ، يجب إكمال حماية السلامة بسرعة عند التعامل مع حوادث تسرب الغازات السامة.يتطلب ذلك من العاملين في التعامل مع الحوادث فهم نوع الغاز وسميته وخصائصه الأخرى في أقصر وقت بعد الوصول إلى موقع الحادث.
اجمع بين مجموعة مستشعرات الغاز وتكنولوجيا الكمبيوتر لتشكيل نظام ذكي للكشف عن الغاز ، والذي يمكنه تحديد نوع الغاز بسرعة وبدقة ، وبالتالي الكشف عن سمية الغاز.يتكون نظام استشعار الغاز الذكي من صفيف مستشعر الغاز ونظام معالجة الإشارات ونظام الإخراج.تُستخدم مجموعة كبيرة من مستشعرات الغاز ذات خصائص الحساسية المختلفة لتشكيل مصفوفة ، وتُستخدم تقنية التعرف على أنماط الشبكة العصبية للتعرف على الغازات ومراقبة تركيز الغاز المختلط.في الوقت نفسه ، يتم إدخال نوع وطبيعة وسمية الغازات السامة والضارة والقابلة للاشتعال الشائعة في الكمبيوتر ، ويتم تجميع خطط التعامل مع الحوادث وفقًا لطبيعة الغاز والمدخلات في الكمبيوتر.عند وقوع حادث تسرب ، سيعمل نظام الكشف عن الغاز الذكي وفقًا للإجراءات التالية:
ادخل إلى الموقع ← عينة غاز كثف ← مستشعر الغاز يولد إشارة ← إشارة تعريف الكمبيوتر ← نوع غاز خرج الكمبيوتر ، الطبيعة ، السمية وخطة التخلص.
نظرًا للحساسية العالية لمستشعر الغاز ، يمكن اكتشافه عندما يكون تركيز الغاز منخفضًا جدًا ، دون الحاجة إلى التعمق في موقع الحادث ، وذلك لتجنب الضرر غير الضروري الناجم عن الجهل بالموقف.باستخدام معالجة الكمبيوتر ، يمكن إكمال العملية المذكورة أعلاه بسرعة.بهذه الطريقة ، يمكن اتخاذ تدابير وقائية فعالة بسرعة وبدقة ، ويمكن تنفيذ خطة التخلص الصحيحة ، ويمكن تقليل خسائر الحوادث إلى الحد الأدنى.بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن النظام يخزن معلومات حول طبيعة الغازات الشائعة وخطط التخلص ، إذا كنت تعرف نوع الغاز المتسرب ، يمكنك الاستعلام مباشرة عن طبيعة الغاز وخطة التخلص في هذا النظام.

2.2 البحث عن التسريبات

عند وقوع حادث تسرب ، من الضروري العثور بسرعة على نقطة التسرب واتخاذ تدابير السد المناسبة لمنع وقوع الحادث من التوسع بشكل أكبر.في بعض الحالات ، يصعب العثور على التسريبات بسبب طول خطوط الأنابيب ، والمزيد من الحاويات ، والتسريبات الخفية ، خاصة عندما يكون التسرب خفيفًا.نظرًا لانتشار الغاز ، بعد تسرب الغاز من الحاوية أو خط الأنابيب ، وتحت تأثير الرياح الخارجية وتدرج التركيز الداخلي ، يبدأ في الانتشار ، أي أنه كلما اقتربنا من نقطة التسرب ، زاد تركيز الغاز.وفقًا لهذه الميزة ، يمكن أن يؤدي استخدام مستشعرات الغاز الذكية إلى حل هذه المشكلة.يختلف عن نظام الاستشعار الذكي الذي يكتشف نوع الغاز ، تتكون مصفوفة مستشعر الغاز لهذا النظام من عدة مستشعرات غاز ذات حساسية متداخلة ، بحيث يتم تحسين حساسية نظام الاستشعار لغاز معين ، ويتم استخدام الكمبيوتر في معالجة الغاز.يمكن أن يكشف تغيير إشارة العنصر الحساس بسرعة عن تغير تركيز الغاز ، ثم يجد نقطة التسرب وفقًا لتغير تركيز الغاز.

في الوقت الحاضر ، يجعل دمج مستشعرات الغاز تصغير أنظمة الاستشعار ممكنًا.على سبيل المثال ، يمكن لمستشعر الجسيمات متناهية الصغر المدمج الذي طورته الشركة اليابانية ** اكتشاف الهيدروجين والميثان والغازات الأخرى المركزة على رقاقة سيليكون مربعة 2 مم.في الوقت نفسه ، يمكن أن يؤدي تطوير تقنية الكمبيوتر إلى زيادة سرعة اكتشاف هذا النظام.لذلك ، يمكن تطوير نظام استشعار ذكي صغير الحجم وسهل الحمل.بدمج هذا النظام مع تقنية التعرف على الصور المناسبة ، باستخدام تقنية التحكم عن بعد ، يمكن أن يجعله يدخل تلقائيًا إلى الأماكن المخفية والأماكن السامة والضارة التي لا تناسب الأشخاص للعمل ، والعثور على موقع التسريبات.

3. ملاحظات ختامية

تطوير أجهزة استشعار جديدة للغاز ، وخاصة تطوير وتحسين أنظمة استشعار الغاز الذكية ، بحيث يمكنها لعب دور الإنذار والكشف والتعرف واتخاذ القرارات الذكية في حوادث تسرب الغاز ، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة وفعالية حادث تسرب الغاز معالجة.تلعب السلامة دورًا مهمًا في السيطرة على خسائر الحوادث.

مع الظهور المستمر لمواد جديدة حساسة للغاز ، تم أيضًا تطوير ذكاء مستشعرات الغاز بسرعة.من المعتقد أنه في المستقبل القريب ، ستظهر أنظمة استشعار الغاز الذكية بتقنيات أكثر نضجًا ، وسيتم تحسين الوضع الحالي للتعامل مع حوادث تسرب الغاز بشكل كبير.