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可燃氣體傳感器原理及其在原油儲罐火災報警系統中的應用

百家號  2017-06-06 

    石油、石化等工業環境中可燃或有毒氣體泄露，氣體探測器檢測到氣體濃度達到爆炸或報警器設置的臨界點時，報警器就會發出報警信號，以提醒工作人員采取安全措施，防止發生爆炸、火災、中毒事故的發生，從而保障安全生產。

    對于可燃氣體的泄露，一般都采用催化燃燒傳感器。催化燃燒傳感器的優點：

     1、對可燃氣體下限以下氣體濃度的測量，其輸出呈線性；

     2、對于爆炸下限以下濃度測量時，能輸出數十毫伏的電信號，靈敏度高。

     3、催化燃燒傳感器工作原理及工作特性

    催化燃燒式可燃氣體報警器的探頭是由一對催化燃燒式檢測元件組成。其中測量元件由帶孔的金屬罩保護，對可燃氣體非常敏感，該元件上涂有多層催化劑，鉑絲線圈對催化劑進行加熱，使可燃氣接觸元件后達到一定的氧化狀態，同時把可燃氣體在催化劑作用下無焰燃燒生成的熱量檢測出來。補償元件由金屬罩密封，對可燃氣不敏感，但它處在與檢測元件相同的工作環境，起著對非可燃氣體環境變化（環境溫度變化、濕度變化、風速變化以及電源電流電壓變化）而引起的催化元件阻值變化補償作用。

    傳感器工作時，在恒流源作用下，有電流流過電橋四個臂。無可燃氣體時，電橋輸出平衡；有可燃氣體時，可燃氣體與氧氣在測量元件表面進行無焰燃燒，放出熱量被元件吸收引起元件溫度升高，使鉑絲電阻增大，這樣就破壞原來電橋平衡，輸出一個與可燃氣體濃度成正比的電信號，然后將此信號送入放大電路放大，軟件校準后計算電壓，并通過電壓比較器與預設值比較，最終判斷是否報警，實現對可燃氣體濃度的監測。

    載體熱催化元件是利用甲烷與氧氣在元件表面反應的熱效應來檢測甲烷濃度的。元件在工作過程中的熱力學關系決定了它的工作特性，工作時元件置于檢測氣室中，通工作電流，對于補償元件由于工作電流加熱功率轉換后所獲得的熱量Q。

     4、可燃氣體傳感器在油庫原油儲罐消防報警中的應用

    可燃氣體監測報警系統主要是針對可燃氣體濃度的異常升高進行實時測量，顯示濃度變化并進行報警。由可燃氣體傳感器和控制卡    組成根據可燃氣體傳感器的工作原理，制成可燃氣體濃度監測報警系統，實時監測氣體濃度變化、顯示并進行超限報警，并將此系統應用于原油儲罐消防火災可燃氣體報警系統中，其安裝應用如下：

    某油庫管轄著38座儲油罐，29臺輸油泵，幾百個閥門。擁有消防控制子站4座，總控制室1座。消防自動控制系統PLC采用Siemens公司的S7-300系列，操作站用HMI接口軟件為Citect 6.0。在原油儲罐罐前閥、2個攪拌器、排污口，輸油泵進、出口距離5米處安裝可燃氣體傳感器，共220余路，對原油儲罐、輸油泵可燃氣泄漏進行監控。傳感信號傳入消防自動控制系統，具有聲光報警功能，操作人員確認后啟動消防自動控制系統，對發生火災原油儲罐進行滅火作業。

    催化燃燒式可燃氣體傳感器TGS6812，其特點：

    線性輸出、

    使用壽命長，達到5年以上，

    對酒精靈敏度低，

    對氫氣、甲烷與丙烷等物質有較高的靈敏度

    應用領域：

    檢測氫燃料電池的氫氣泄漏

    工業、商用上的可燃氣體泄漏檢測

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