1. Käytetään palavien kaasujen valvontaan ja hälytykseen
Tällä hetkellä kaasuherkkien materiaalien kehittäminen on tehnyt kaasuantureita, joilla on korkea herkkyys, vakaa suorituskyky, yksinkertainen rakenne, pieni koko ja alhainen hinta, ja se on parantanut anturin selektiivisyyttä ja herkkyyttä.Olemassa olevat kaasuhälyttimet käyttävät enimmäkseen tinaoksidi- ja jalometallikatalysaattorikaasuantureita, mutta selektiivisyys on huono ja katalyyttimyrkytys vaikuttaa hälytyksen tarkkuuteen.Puolijohdekaasulle herkkien materiaalien herkkyys kaasulle liittyy lämpötilaan.Herkkyys on alhainen huoneenlämmössä.Lämpötilan noustessa herkkyys kasvaa saavuttaen huippunsa tietyssä lämpötilassa.Koska näiden kaasuherkkien materiaalien on saavutettava paras herkkyys korkeammissa lämpötiloissa (yleensä yli 100 °C), tämä ei ainoastaan kuluta lisälämmitystehoa, vaan voi myös aiheuttaa tulipaloja.
Kaasuanturien kehittäminen on ratkaissut tämän ongelman.Esimerkiksi rautaoksidipohjaisesta kaasuherkästä keramiikasta valmistettu kaasuanturi voi luoda kaasuanturin, jolla on korkea herkkyys, hyvä stabiilisuus ja tietty selektiivisyys lisäämättä jalometallikatalyyttiä.Vähennä puolijohdekaasuherkkien materiaalien työlämpötilaa, paranna huomattavasti niiden herkkyyttä huoneenlämpötilassa, jotta ne voivat toimia huoneenlämmössä.Tällä hetkellä yleisesti käytetyn yksimetallioksidikeramiikan lisäksi on kehitetty joitakin komposiittimetallioksidipuolijohdekaasuherkkiä keramiikkaa ja sekametallioksidikaasuherkkiä keramiikkaa.
Asenna kaasuanturi paikkoihin, joissa muodostuu syttyviä, räjähdysherkkiä, myrkyllisiä ja haitallisia kaasuja, varastoidaan, kuljetetaan ja niitä käytetään havaitsemaan kaasupitoisuus ajoissa ja havaitsemaan vuotoonnettomuudet ajoissa.Kaasuanturi on yhdistetty suojajärjestelmään, jotta suojajärjestelmä toimii ennen kuin kaasu saavuttaa räjähdysrajan ja onnettomuushäviö on minimaalinen.Samalla kaasuanturien miniatyrisointi ja hinnanalennus mahdollistavat sisäänpääsyn kotiin.
2. Sovellus kaasun havaitsemiseen ja onnettomuuksien käsittelyyn
2.1 Tunnistuskaasutyypit ja -ominaisuudet
Kaasuvuotoonnettomuuden sattuessa onnettomuuden käsittelyssä keskitytään näytteenottoon ja testaukseen, varoitusalueiden tunnistamiseen, ihmisten evakuoinnin järjestämiseen vaarallisilta alueilta, myrkytettyjen ihmisten pelastamiseen, tulppien sulkemiseen ja puhdistamiseen jne. Hävityksen ensimmäisenä tulee olla minimoimaan vuodon aiheuttamat henkilövahingot, mikä edellyttää vuotaneen kaasun myrkyllisyyden ymmärtämistä.Kaasun myrkyllisyydellä tarkoitetaan aineiden vuotamista, jotka voivat häiritä ihmisten elimistön normaaleja reaktioita ja siten vähentää ihmisten kykyä muotoilla vastatoimia ja vähentää loukkaantumisia onnettomuuksissa.National Fire Protection Association jakaa aineiden myrkyllisyyden seuraaviin luokkiin:
N\H=0 Tulipalon sattuessa, yleisten palavien aineiden lisäksi, lyhytaikaisessa altistumisessa ei ole muita vaarallisia aineita;
N\H=1 Aineet, jotka voivat aiheuttaa ärsytystä ja pieniä vammoja lyhytaikaisessa altistumisessa;
N\H=2 Korkea pitoisuus tai lyhytaikainen altistuminen voi aiheuttaa tilapäisen vamman tai jäännösvamman;
N\H=3 Lyhytaikainen altistuminen voi aiheuttaa vakavan tilapäisen tai jäännösvamman;
N\H=4 Lyhytaikainen altistuminen voi myös aiheuttaa kuoleman tai vakavan vamman.
Huomautus: Yllä olevaa myrkyllisyyskertoimen N\H-arvoa käytetään vain ilmaisemaan ihmisvaurioiden astetta, eikä sitä voida käyttää teollisuushygienia- tai ympäristöarviointiin.
Koska myrkyllinen kaasu voi päästä ihmiskehoon ihmisen hengityselinten kautta ja aiheuttaa vammoja, turvallisuussuoja on suoritettava nopeasti, kun käsitellään myrkyllisten kaasujen vuotoonnettomuuksia.Tämä edellyttää, että onnettomuuskäsittelijä ymmärtää kaasun tyypin, myrkyllisyyden ja muut ominaisuudet mahdollisimman lyhyessä ajassa onnettomuuspaikalle saapumisen jälkeen.
Yhdistä kaasuanturiryhmä tietokoneteknologiaan älykkääksi kaasuntunnistusjärjestelmäksi, joka tunnistaa kaasun tyypin nopeasti ja tarkasti ja havaitsee siten kaasun myrkyllisyyden.Älykäs kaasuntunnistusjärjestelmä koostuu kaasuanturiryhmästä, signaalinkäsittelyjärjestelmästä ja lähtöjärjestelmästä.Useita kaasuantureita, joilla on erilaiset herkkyysominaisuudet, käytetään muodostamaan ryhmä, ja hermoverkon kuviontunnistustekniikkaa käytetään kaasuntunnistukseen ja sekoitetun kaasun pitoisuuden valvontaan.Samalla tietokoneeseen syötetään yleisten myrkyllisten, haitallisten ja syttyvien kaasujen tyyppi, luonne ja myrkyllisyys, ja onnettomuuksien käsittelysuunnitelmat laaditaan kaasun ja tietokoneeseen syöttämisen luonteen mukaan.Kun vuotoonnettomuus tapahtuu, älykäs kaasuntunnistusjärjestelmä toimii seuraavien menettelyjen mukaisesti:
Anna paikka → adsorboi kaasunäyte → kaasuanturi luo signaali → tietokoneen tunnistussignaali → tietokoneen ulostulokaasun tyyppi, luonne, myrkyllisyys ja hävityssuunnitelma.
Kaasuanturin korkean herkkyyden ansiosta se voidaan havaita, kun kaasupitoisuus on erittäin alhainen, ilman, että tarvitsee mennä syvälle onnettomuuspaikalle, jotta vältytään tilanteesta tietämättömyydestä aiheutuvilta tarpeettomilta haitoilta.Tietokonekäsittelyn avulla yllä oleva prosessi voidaan suorittaa nopeasti.Näin voidaan nopeasti ja tarkasti toteuttaa tehokkaita suojatoimenpiteitä, toteuttaa oikea loppusijoitussuunnitelma ja minimoida onnettomuustappiot.Lisäksi, koska järjestelmään on tallennettu tietoa yleisten kaasujen luonteesta ja loppusijoitussuunnitelmista, voit tiedustella vuotokaasun tyypin ja loppusijoitussuunnitelman suoraan tästä järjestelmästä.
2.2 Etsi vuodot
Vuotoonnettomuuden sattuessa on välttämätöntä löytää nopeasti vuotokohta ja ryhtyä asianmukaisiin tulppatoimenpiteisiin, jotta onnettomuus ei laajene.Joissain tapauksissa vuotojen löytäminen on vaikeampaa pitkien putkistojen, useiden säiliöiden ja piilovuodojen takia, varsinkin kun vuoto on vähäistä.Kaasun diffundoituvuudesta johtuen kaasun vuotamisen jälkeen säiliöstä tai putkesta ulkoisen tuulen ja sisäisen pitoisuusgradientin vaikutuksesta se alkaa diffuusoitua ympäriinsä, eli mitä lähempänä vuotokohtaa, sitä korkeampi kaasupitoisuus.Tämän ominaisuuden mukaan älykkäiden kaasuanturien käyttö voi ratkaista tämän ongelman.Kaasutyypin tunnistavasta älykkäästä anturijärjestelmästä poiketen tämän järjestelmän kaasuanturiryhmä koostuu useista kaasuantureista, joilla on päällekkäinen herkkyys, joten anturijärjestelmän herkkyys tietylle kaasulle paranee ja tietokonetta käytetään käsittele kaasua.Herkän elementin signaalin muutos voi nopeasti havaita kaasupitoisuuden muutoksen ja löytää sitten vuotokohdan kaasupitoisuuden muutoksen mukaan.
Tällä hetkellä kaasuanturien integrointi mahdollistaa anturijärjestelmien pienentämisen.Esimerkiksi japanilaisen **-yhtiön kehittämä integroitu ultrahienohiukkasanturi pystyy havaitsemaan vedyn, metaanin ja muita kaasuja, jotka on tiivistetty 2 mm:n neliömäiseen piikiekkoon.Samaan aikaan tietotekniikan kehitys voi nostaa tämän järjestelmän havaitsemisnopeutta.Siksi voidaan kehittää älykäs anturijärjestelmä, joka on pieni ja helppo kuljettaa mukana.Yhdistämällä tämä järjestelmä sopivaan kuvantunnistustekniikkaan, käyttämällä kauko-ohjaustekniikkaa, se pääsee automaattisesti piilossa oleviin tiloihin, myrkyllisiin ja haitallisiin paikkoihin, jotka eivät sovellu ihmisten työskentelyyn, ja löytää vuotojen paikan.
3. Loppuhuomautukset
Kehittää uusia kaasuantureita, erityisesti älykkäiden kaasuntunnistusjärjestelmien kehittämiseen ja parantamiseen, jotta ne voivat toimia hälytys-, havaitsemis-, tunnistamis- ja älykkäässä päätöksenteossa kaasuvuotoonnettomuuksissa, mikä parantaa huomattavasti kaasuvuotoonnettomuuden tehokkuutta ja vaikuttavuutta käsittelyä.Turvallisuudella on tärkeä rooli onnettomuustappioiden hallinnassa.
Uusien kaasuherkkien materiaalien jatkuvan ilmaantumisen myötä myös kaasuanturien älykkyys on kehittynyt nopeasti.Lähitulevaisuudessa uskotaan, että älykkäät kaasuntunnistusjärjestelmät, joissa on kypsemmät tekniikat, tulevat ulos ja nykyinen kaasuvuotojen onnettomuuksien käsittelyn tilanne paranee huomattavasti.
Postitusaika: 22.7.2021