کاربرد سنسورهای گاز در درمان حوادث ناشی از نشت گاز

1. برای نظارت بر گازهای قابل احتراق و زنگ هشدار استفاده می شود

در حال حاضر توسعه مواد حساس به گاز باعث ایجاد حسگرهای گازی با حساسیت بالا، عملکرد پایدار، ساختار ساده، اندازه کوچک و قیمت پایین شده و گزینش پذیری و حساسیت سنسور را بهبود بخشیده است.آلارم‌های گاز موجود بیشتر از سنسورهای گاز کاتالیزور اکسید قلع و فلزات گرانبها استفاده می‌کنند، اما گزینش پذیری ضعیف است و دقت هشدار به دلیل مسمومیت با کاتالیزور تحت تأثیر قرار می‌گیرد.حساسیت مواد حساس به گاز نیمه هادی به گاز با دما مرتبط است.حساسیت در دمای اتاق کم است.با افزایش دما، حساسیت افزایش می یابد و در دمای مشخصی به اوج می رسد.از آنجایی که این مواد حساس به گاز باید در دماهای بالاتر (معمولاً بیش از 100 درجه سانتیگراد) به بهترین حساسیت دست یابند، این نه تنها انرژی گرمایشی اضافی را مصرف می کند، بلکه می تواند باعث آتش سوزی نیز شود.

توسعه حسگرهای گاز این مشکل را حل کرده است.به عنوان مثال، یک سنسور گاز ساخته شده از سرامیک های حساس به گاز مبتنی بر اکسید آهن می تواند حسگر گازی با حساسیت بالا، پایداری خوب و گزینش پذیری خاصی را بدون افزودن کاتالیزور فلز نجیب ایجاد کند.دمای کار مواد حساس به گاز نیمه هادی را کاهش دهید، حساسیت آنها را تا حد زیادی در دمای اتاق بهبود بخشید، به طوری که آنها می توانند در دمای اتاق کار کنند.در حال حاضر، علاوه بر سرامیک های متداول تک اکسید فلزی، برخی از سرامیک های حساس به گاز نیمه هادی اکسید فلزی مرکب و سرامیک های حساس به گاز اکسید فلزی مخلوط ساخته شده اند.

سنسور گاز را در مکان هایی نصب کنید که گازهای قابل اشتعال، مواد منفجره، سمی و مضر تولید، ذخیره، حمل و نقل شده و برای تشخیص به موقع محتوای گاز و یافتن زودهنگام حوادث نشت استفاده می شود.سنسور گاز با سیستم حفاظتی مرتبط است، به طوری که سیستم حفاظتی قبل از رسیدن گاز به حد انفجار عمل می کند و تلفات تصادف به حداقل می رسد.در عین حال، کوچک سازی و کاهش قیمت سنسورهای گاز، امکان ورود به خانه را فراهم می کند.

2. کاربرد در تشخیص گاز و رسیدگی به حوادث

2.1 تشخیص انواع و ویژگی های گاز

پس از وقوع حادثه نشت گاز، رسیدگی به حادثه بر نمونه برداری و آزمایش، شناسایی مناطق هشدار دهنده، سازماندهی تخلیه افراد در مناطق خطرناک، نجات افراد مسموم، وصل کردن و رفع آلودگی و غیره متمرکز خواهد بود. اولین جنبه دفع باید این باشد که آسیب به پرسنل ناشی از نشت را به حداقل برسانید، که مستلزم درک سمیت گاز نشت شده است.سمیت گاز به نشت موادی اطلاق می‌شود که می‌تواند واکنش‌های طبیعی بدن افراد را مختل کند و در نتیجه توانایی افراد را در تدوین اقدامات متقابل و کاهش صدمات ناشی از تصادفات کاهش دهد.انجمن ملی حفاظت از آتش، سمیت مواد را به دسته های زیر تقسیم می کند:

N\H=0 در صورت آتش سوزی، به غیر از مواد قابل احتراق عمومی، هیچ ماده خطرناک دیگری در مواجهه کوتاه مدت وجود ندارد.

N\H=1 موادی که می توانند باعث تحریک و آسیب های جزئی در مواجهه کوتاه مدت شوند.

N\H=2 غلظت زیاد یا قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت می تواند باعث ناتوانی موقت یا آسیب باقیمانده شود.

N\H=3 قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت می تواند باعث آسیب جدی موقت یا باقیمانده شود.

N\H=4 قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت نیز می تواند باعث مرگ یا آسیب جدی شود.

توجه: مقدار ضریب سمیت بالا N\H فقط برای نشان دادن میزان آسیب انسانی استفاده می شود و نمی توان از آن برای ارزیابی بهداشت صنعتی و محیط زیست استفاده کرد.

از آنجایی که گاز سمی می تواند از طریق سیستم تنفسی انسان وارد بدن انسان شود و باعث آسیب شود، هنگام برخورد با حوادث نشت گاز سمی، حفاظت ایمنی باید به سرعت تکمیل شود.این امر مستلزم آن است که پرسنل رسیدگی کننده به حادثه، نوع، سمیت و سایر خصوصیات گاز را در کوتاه ترین زمان پس از رسیدن به محل حادثه درک کنند.
آرایه حسگر گاز را با فناوری رایانه ترکیب کنید تا یک سیستم تشخیص گاز هوشمند را تشکیل دهید که می تواند به سرعت و با دقت نوع گاز را شناسایی کند و در نتیجه سمیت گاز را تشخیص دهد.سیستم سنجش گاز هوشمند از یک آرایه حسگر گاز، یک سیستم پردازش سیگنال و یک سیستم خروجی تشکیل شده است.تعداد زیادی از حسگرهای گاز با ویژگی‌های حساسیت متفاوت برای تشکیل یک آرایه استفاده می‌شود و فناوری تشخیص الگوی شبکه عصبی برای تشخیص گاز و نظارت بر غلظت گاز مخلوط استفاده می‌شود.در عین حال، نوع، ماهیت و سمیت گازهای سمی، مضر و قابل اشتعال رایج به رایانه وارد می شود و برنامه های رسیدگی به حوادث با توجه به ماهیت گاز و ورودی به رایانه تدوین می شود.هنگامی که یک حادثه نشتی رخ می دهد، سیستم تشخیص گاز هوشمند طبق رویه های زیر کار می کند:
سایت → نمونه گاز جذب → سنسور گاز تولید سیگنال → سیگنال شناسایی کامپیوتر → نوع گاز خروجی کامپیوتر، ماهیت، سمیت و طرح دفع را وارد کنید.
با توجه به حساسیت بالای سنسور گاز، می توان آن را در زمانی که غلظت گاز بسیار کم است، بدون نیاز به رفتن به عمق محل حادثه تشخیص داد تا از آسیب های غیرضروری ناشی از ناآگاهی از وضعیت جلوگیری شود.با استفاده از پردازش کامپیوتری می توان فرآیند فوق را به سرعت تکمیل کرد.به این ترتیب می توان اقدامات حفاظتی موثر را به سرعت و با دقت انجام داد، طرح دفع صحیح را اجرا کرد و تلفات ناشی از حوادث را به حداقل ممکن کاهش داد.علاوه بر این، از آنجایی که سیستم اطلاعات مربوط به ماهیت گازهای رایج و طرح های دفع را ذخیره می کند، در صورت اطلاع از نوع گاز در نشتی، می توانید به طور مستقیم ماهیت گاز و طرح دفع گاز را در این سیستم جویا شوید.

2.2 نشت را پیدا کنید

هنگام وقوع حادثه نشتی، لازم است به سرعت نقطه نشتی را پیدا کرده و اقدامات مناسب را برای جلوگیری از گسترش بیشتر حادثه انجام دهید.در برخی موارد، به دلیل خطوط لوله طولانی، ظروف بیشتر و نشتی های پنهان، یافتن نشتی دشوارتر است، به خصوص زمانی که نشتی کم باشد.به دلیل نفوذپذیری گاز، پس از نشت گاز از ظرف یا خط لوله، تحت تأثیر باد خارجی و گرادیان غلظت داخلی، شروع به انتشار در اطراف می کند، یعنی هر چه به نقطه نشتی نزدیکتر باشد، غلظت گاز بیشتر می شود.با توجه به این ویژگی، استفاده از سنسورهای هوشمند گاز می تواند این مشکل را حل کند.متفاوت از سیستم حسگر هوشمند که نوع گاز را تشخیص می دهد، آرایه سنسور گاز این سیستم از چندین سنسور گاز با حساسیت همپوشانی تشکیل شده است، به طوری که حساسیت سیستم حسگر به گاز خاصی افزایش یافته و از کامپیوتر استفاده می شود. گاز را پردازش کنیدتغییر سیگنال عنصر حساس می تواند به سرعت تغییر غلظت گاز را تشخیص دهد و سپس نقطه نشتی را با توجه به تغییر غلظت گاز پیدا کند.

در حال حاضر، ادغام حسگرهای گاز، کوچک سازی سیستم های حسگر را ممکن می سازد.به عنوان مثال، یک حسگر ذرات فوق‌ریز یکپارچه که توسط شرکت ژاپنی ** ساخته شده است، می‌تواند هیدروژن، متان و سایر گازها را که روی یک ویفر سیلیکونی مربعی 2 میلی‌متری متمرکز شده‌اند، شناسایی کند.در عین حال، توسعه فناوری کامپیوتری می تواند سرعت تشخیص این سیستم را سریعتر کند.بنابراین، می توان یک سیستم حسگر هوشمند که کوچک و حمل آن آسان است، توسعه داد.ترکیب این سیستم با فناوری تشخیص تصویر مناسب، با استفاده از فناوری کنترل از راه دور می تواند باعث شود که به طور خودکار وارد فضاهای مخفی، مکان های سمی و مضری که برای کار افراد مناسب نیست، شود و محل نشتی را پیدا کند.

3. نکات پایانی

توسعه حسگرهای گاز جدید، به ویژه توسعه و بهبود سیستم‌های سنجش هوشمند گاز، به گونه‌ای که بتوانند نقش هشدار، تشخیص، شناسایی و تصمیم‌گیری هوشمند را در حوادث نشت گاز ایفا کنند و کارایی و اثربخشی حادثه نشت گاز را تا حد زیادی بهبود بخشند. رسیدگی.ایمنی نقش مهمی در کنترل تلفات تصادفات دارد.

با ظهور مداوم مواد جدید حساس به گاز، هوش سنسورهای گاز نیز به سرعت توسعه یافته است.اعتقاد بر این است که در آینده نزدیک، سیستم‌های سنجش گاز هوشمند با فناوری‌های بالغ‌تر ظاهر می‌شوند و وضعیت فعلی رسیدگی به حوادث نشت گاز تا حد زیادی بهبود می‌یابد.