Uporaba plinskih senzorjev pri odpravljanju nesreč zaradi uhajanja plina
Za nadzor in alarm gorljivih plinov
Trenutno razvoj materialov za zaznavanje plina izdeluje senzorje plina z visoko občutljivostjo, stabilnim delovanjem, preprosto strukturo, majhnostjo in nizko ceno ter izboljšuje selektivnost in občutljivost senzorja. Večina obstoječih plinskih alarmov uporablja plinski senzor kositrovega oksida in katalizatorja žlahtne kovine, vendar je selektivnost slaba, na natančnost alarma pa vpliva zastrupitev s katalizatorjem. Občutljivost polprevodniških materialov, občutljivih na pline, je povezana s temperaturo. Občutljivost je nizka pri normalni temperaturi, občutljivost pa se povečuje s povišanjem temperature in doseže najvišjo vrednost pri določeni temperaturi. Ker morajo ti materiali, občutljivi na plin, doseči najboljšo občutljivost pri višjih temperaturah (običajno višjih od 100 stopinj), to ne porablja le dodatne energije za ogrevanje, ampak povzroča tudi požare.
Razvoj plinskih senzorjev je rešil ta problem. Na primer, plinski senzorji iz keramike, občutljive na plin na osnovi železovega oksida, lahko proizvajajo plinske senzorje z visoko občutljivostjo, dobro stabilnostjo in določeno selektivnostjo brez dodajanja katalizatorjev iz plemenitih kovin. Zmanjšajte delovno temperaturo polprevodniških materialov, občutljivih na plin, močno izboljšajte njihovo občutljivost pri sobni temperaturi, tako da lahko delujejo pri sobni temperaturi. Trenutno so poleg običajno uporabljene enojne kovinsko oksidne keramike razvite nekatere kompozitne kovinsko oksidne polprevodniške plinsko občutljive keramike in mešane kovinsko oksidne plinsko občutljive keramike.
Namestite senzorje plina na mesta, kjer se proizvajajo, skladiščijo, prevažajo, uporabljajo vnetljivi, eksplozivni, strupeni in škodljivi plini itd., da pravočasno zaznate vsebnost plina in zgodaj odkrijete nesreče zaradi uhajanja. In senzor plina je povezan z zaščitnim sistemom, tako da bo zaščitni sistem deloval, preden plin doseže mejo eksplozije, izguba zaradi nesreče pa bo čim manjša. Hkrati pa miniaturizacija in pocenitev plinskih senzorjev omogočata vstop v družino.
Zaznavanje vrst in značilnosti plina
Po nesreči zaradi uhajanja plina se bo odstranjevanje nesreče osredotočilo na vzorčenje in testiranje, določitev opozorilnega območja, organiziranje evakuacije množic v nevarnem območju, reševanje zastrupljenega osebja, zamašitev, dekontaminacijo itd. Prvi vidik odstranjevanja bi moral biti za zmanjšanje tveganja uhajanja za osebje, kar zahteva poznavanje strupenosti uhajajočega plina. Strupenost plina se nanaša na sproščanje snovi, ki lahko zmotijo normalne odzive telesa osebe in tako zmanjšajo sposobnost osebe, da razvije protiukrepe in ublaži poškodbe v nesreči. Nacionalno združenje za požarno zaščito deli strupenost snovi v naslednje kategorije:
Pri požaru NH=0 poleg nevarnosti splošnih gorljivih snovi kratkotrajni stik z nobenimi drugimi nevarnimi snovmi;
NH=1 kratkotrajna izpostavljenost snovem, ki lahko povzročijo draženje in povzročijo manjšo škodo ljudem;
NH=2 Visoka koncentracija ali kratkotrajna izpostavljenost lahko povzroči začasno izgubo sposobnosti ali preostale poškodbe;
Kratkotrajna izpostavljenost NH=3 lahko povzroči resne začasne ali preostale poškodbe;
Ker lahko strupeni plini vstopijo v človeško telo skozi človeški dihalni sistem in povzročijo škodo, je treba varnostno zaščito opraviti hitro, ko se spopadamo z nesrečami zaradi uhajanja strupenih plinov. To zahteva, da je osebje za odstranjevanje nesreč sposobno razumeti vrsto, strupenost in druge lastnosti plina v najkrajšem možnem času po prihodu na kraj nesreče.
Niz plinskih senzorjev je združen z računalniško tehnologijo, da tvori inteligentni sistem za zaznavanje plina, ki lahko hitro in natančno prepozna vrsto plina in tako izmeri strupenost plina. Inteligentni sistem za zaznavanje plina je sestavljen iz niza senzorjev za plin, sistema za obdelavo signalov in izhodnega sistema. Več plinskih senzorskih elementov z različnimi občutljivimi lastnostmi se uporablja za oblikovanje niza, tehnologija za prepoznavanje vzorcev nevronske mreže pa se uporablja za identifikacijo plina in spremljanje koncentracije mešanih plinov. Istočasno se v računalnik vnesejo vrste, lastnosti in strupenost običajnih strupenih, škodljivih in vnetljivih plinov ter pripravi načrt za odpravo nesreč glede na naravo plina in vnos v računalnik. Ko pride do nesreče zaradi uhajanja, bo inteligentni sistem za zaznavanje plina deloval na naslednji način:
Vstopite na mesto→adsorbirajte vzorce plina→generirajte signale iz plinskih senzorjev→prepoznajte signale z računalnikom→vrste izhodnih plinov, lastnosti, strupenost in načrt odstranjevanja z računalnikom.
Zaradi visoke občutljivosti senzorja za plin ga je mogoče zaznati, ko je koncentracija plina zelo nizka, ne da bi morali iti globoko v kraj nesreče, da bi se izognili nepotrebni škodi zaradi nepoznavanja situacije. Z uporabo računalniške obdelave je zgornji postopek mogoče hitro zaključiti. Na ta način je mogoče hitro in natančno izvesti učinkovite zaščitne ukrepe, izvesti pravilne sheme odstranjevanja in zmanjšati izgube zaradi nesreče na minimum. Poleg tega, ker sistem shranjuje informacije, kot so lastnosti običajnih plinov in načrti odstranjevanja, lahko, če poznate vrsto plina v nesreči zaradi uhajanja, neposredno poizvedujete o lastnostih plina in načrtih odstranjevanja v tem sistemu. Kratka izpostavljenost NH=4 lahko povzroči tudi smrt ali resne poškodbe.
