Dujų jutiklių taikymas šalinant dujų nuotėkio avarijas
Degiųjų dujų stebėjimui ir signalizacijai
Šiuo metu kuriant dujų jutimo medžiagas, dujų jutikliai yra didelio jautrumo, stabilaus veikimo, paprastos struktūros, mažo dydžio ir mažos kainos, taip pat pagerina jutiklio selektyvumą ir jautrumą. Daugumoje esamų dujų signalizacijų naudojamas alavo oksido ir tauriųjų metalų katalizatoriaus dujų jutiklis, tačiau selektyvumas yra prastas, o signalizacijos tikslumui įtakos turi apsinuodijimas katalizatoriumi. Puslaidininkių dujoms jautrių medžiagų jautrumas dujoms yra susijęs su temperatūra. Esant normaliai temperatūrai, jautrumas yra mažas, o didėjant temperatūrai jautrumas didėja ir pasiekia didžiausią vertę esant tam tikrai temperatūrai. Kadangi šios dujoms jautrios medžiagos turi pasiekti geriausią jautrumą aukštesnėje temperatūroje (paprastai didesnėje nei 100 laipsnių), tai ne tik sunaudoja papildomos šildymo galios, bet ir sukelia gaisrus.
Dujų jutiklių kūrimas išsprendė šią problemą. Pavyzdžiui, dujų jutikliai, pagaminti iš geležies oksido pagrindu pagamintos dujoms jautrios keramikos, gali pagaminti didelio jautrumo, gero stabilumo ir tam tikro selektyvumo dujų jutiklius nepridedant tauriųjų metalų katalizatorių. Sumažinkite puslaidininkių dujoms jautrių medžiagų darbinę temperatūrą, labai pagerinkite jų jautrumą kambario temperatūroje, kad jos galėtų dirbti kambario temperatūroje. Šiuo metu, be dažniausiai naudojamos vieno metalo oksido keramikos, yra sukurta ir kai kuri kompozitinė metalo oksido puslaidininkių dujoms jautri keramika ir mišri metalo oksido dujoms jautri keramika.
Įrengti dujų jutiklius tose vietose, kur susidaro, laikomos, gabenamos, naudojamos ir kt. degios, sprogios, toksiškos ir kenksmingos dujos, kad būtų galima laiku nustatyti dujų kiekį ir anksti nustatyti nuotėkio avarijas. O dujų jutiklis yra susietas su apsaugos sistema, kad apsaugos sistema veiktų prieš dujoms pasiekus sprogimo ribą, o avarijos nuostoliai bus minimalūs. Tuo pačiu metu dujų jutiklių miniatiūrizavimas ir kainų sumažinimas leidžia patekti į šeimą.
Dujų tipų ir charakteristikų nustatymas
Įvykus dujų nuotėkio avarijai, avarijos likvidavimo metu pagrindinis dėmesys bus skiriamas mėginių ėmimui ir tyrimui, įspėjamosios zonos nustatymui, masių evakuacijos iš pavojingoje zonoje organizavimui, apsinuodijusio personalo gelbėjimui, užkimšimui, nukenksminimui ir kt. Pirmasis šalinimo aspektas turėtų būti sumažinti nuotėkio pavojų darbuotojams, todėl reikia žinoti nutekėjusių dujų toksiškumą. Dujų toksiškumas reiškia medžiagų, kurios gali sutrikdyti normalią žmogaus organizmo reakciją, išsiskyrimą, taip sumažindamos asmens gebėjimą imtis atsakomųjų priemonių ir sušvelninti sužalojimus avarijos metu. Nacionalinė priešgaisrinės apsaugos asociacija skirsto medžiagų toksiškumą į šias kategorijas:
NH=0 gaisro atveju, be bendro degiųjų medžiagų pavojaus, trumpalaikis kontaktas su jokiomis kitomis pavojingomis medžiagomis;
NH=1 trumpalaikis medžiagų, kurios gali sudirginti ir šiek tiek pakenkti žmonėms, poveikis;
NH=2 Didelė koncentracija arba trumpalaikis poveikis gali laikinai prarasti gebėjimą arba sukelti sužalojimą;
NH=3 trumpalaikis poveikis gali sukelti rimtą laikiną arba liekamąjį sužalojimą;
Kadangi nuodingos dujos gali patekti į žmogaus organizmą per žmogaus kvėpavimo sistemą ir pakenkti, sprendžiant nuodingų dujų nuotėkio nelaimingus atsitikimus būtina greitai užbaigti saugos apsaugą. Tam reikia, kad avarijos likvidavimo personalas, atvykęs į avarijos vietą, per trumpiausią įmanomą laiką suprastų dujų rūšį, toksiškumą ir kitas savybes.
Dujų jutiklių matrica yra sujungta su kompiuterine technologija, kad sudarytų išmanią dujų aptikimo sistemą, kuri gali greitai ir tiksliai nustatyti dujų tipą ir taip išmatuoti dujų toksiškumą. Išmanioji dujų jutimo sistema susideda iš dujų jutiklio matricos, signalų apdorojimo sistemos ir išvesties sistemos. Masyvei suformuoti naudojami keli skirtingų jautrių charakteristikų dujų jutiklių elementai, o dujų identifikavimui ir mišrių dujų koncentracijos stebėjimui naudojama neuroninio tinklo modelio atpažinimo technologija. Tuo pačiu metu į kompiuterį įvedami įprastų toksiškų, kenksmingų ir degių dujų tipai, savybės, toksiškumas, pagal dujų pobūdį ir įvedimą į kompiuterį parengiamas avarijų šalinimo planas. Įvykus nuotėkio avarijai, išmanioji dujų aptikimo sistema veiks taip:
Įveskite vietą → adsorbuokite dujų mėginius → generuokite signalus iš dujų jutiklių → nustatykite signalus pagal kompiuterį → išvesties dujų rūšis, savybes, toksiškumą ir šalinimo planą kompiuteriu.
Dėl didelio dujų jutiklio jautrumo jį galima aptikti, kai dujų koncentracija yra labai maža, nesigilinant į avarijos vietą, kad būtų išvengta nereikalingos žalos dėl situacijos nežinojimo. Naudojant kompiuterinį apdorojimą, aukščiau aprašytą procesą galima greitai užbaigti. Tokiu būdu galima greitai ir tiksliai imtis veiksmingų apsaugos priemonių, įgyvendinti teisingas šalinimo schemas, sumažinti avarijų nuostolius iki minimumo. Be to, kadangi sistemoje saugoma tokia informacija kaip bendrų dujų savybės ir šalinimo planai, jei žinote dujų rūšį nuotėkio avarijoje, galite tiesiogiai teirautis apie dujų savybes ir šalinimo planus šioje sistemoje. Trumpas NH=4 poveikis taip pat gali sukelti mirtį arba rimtus sužalojimus.
