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可燃气体传感器原理及其在原油储罐火灾报警系统中的应用

百家号  2017-06-06 

    石油、石化等工业环境中可燃或有毒气体泄露，气体探测器检测到气体浓度达到爆炸或报警器设置的临界点时，报警器就会发出报警信号，以提醒工作人员采取安全措施，防止发生爆炸、火灾、中毒事故的发生，从而保障安全生产。

    对于可燃气体的泄露，一般都采用催化燃烧传感器。催化燃烧传感器的优点：

     1、对可燃气体下限以下气体浓度的测量，其输出呈线性；

     2、对于爆炸下限以下浓度测量时，能输出数十毫伏的电信号，灵敏度高。

     3、催化燃烧传感器工作原理及工作特性

    催化燃烧式可燃气体报警器的探头是由一对催化燃烧式检测元件组成。其中测量元件由带孔的金属罩保护，对可燃气体非常敏感，该元件上涂有多层催化剂，铂丝线圈对催化剂进行加热，使可燃气接触元件后达到一定的氧化状态，同时把可燃气体在催化剂作用下无焰燃烧生成的热量检测出来。补偿元件由金属罩密封，对可燃气不敏感，但它处在与检测元件相同的工作环境，起着对非可燃气体环境变化（环境温度变化、湿度变化、风速变化以及电源电流电压变化）而引起的催化元件阻值变化补偿作用。

    传感器工作时，在恒流源作用下，有电流流过电桥四个臂。无可燃气体时，电桥输出平衡；有可燃气体时，可燃气体与氧气在测量元件表面进行无焰燃烧，放出热量被元件吸收引起元件温度升高，使铂丝电阻增大，这样就破坏原来电桥平衡，输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号，然后将此信号送入放大电路放大，软件校准后计算电压，并通过电压比较器与预设值比较，最终判断是否报警，实现对可燃气体浓度的监测。

    载体热催化元件是利用甲烷与氧气在元件表面反应的热效应来检测甲烷浓度的。元件在工作过程中的热力学关系决定了它的工作特性，工作时元件置于检测气室中，通工作电流，对于补偿元件由于工作电流加热功率转换后所获得的热量Q。

     4、可燃气体传感器在油库原油储罐消防报警中的应用

    可燃气体监测报警系统主要是针对可燃气体浓度的异常升高进行实时测量，显示浓度变化并进行报警。由可燃气体传感器和控制卡    组成根据可燃气体传感器的工作原理，制成可燃气体浓度监测报警系统，实时监测气体浓度变化、显示并进行超限报警，并将此系统应用于原油储罐消防火灾可燃气体报警系统中，其安装应用如下：

    某油库管辖着38座储油罐，29台输油泵，几百个阀门。拥有消防控制子站4座，总控制室1座。消防自动控制系统PLC采用Siemens公司的S7-300系列，操作站用HMI接口软件为Citect 6.0。在原油储罐罐前阀、2个搅拌器、排污口，输油泵进、出口距离5米处安装可燃气体传感器，共220余路，对原油储罐、输油泵可燃气泄漏进行监控。传感信号传入消防自动控制系统，具有声光报警功能，操作人员确认后启动消防自动控制系统，对发生火灾原油储罐进行灭火作业。

    催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812，其特点：

    线性输出、

    使用寿命长，达到5年以上，

    对酒精灵敏度低，

    对氢气、甲烷与丙烷等物质有较高的灵敏度

    应用领域：

    检测氢燃料电池的氢气泄漏

    工业、商用上的可燃气体泄漏检测

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