新型便携式可燃气体传感器改进了传统传感器

在采矿、天然气和石油工业等环境中,催化燃烧式/催化珠传感器的存在很有必要,它们可以警告处在潜在爆炸性环境中的工人易燃气体的危险程度,目前新的技术正在结合两者的最佳特性来设计更可靠的新型便携式可燃气体传感器。

  众所周知,近100年来,催化燃烧式/催化珠传感器一直是煤矿中的高科技金丝雀。这些传感器可以处在警告潜在爆炸性环境中的工人易燃气体的危险程度,尤其是采矿、天然气和石油工业环境中的工人特别青睐此类传感器。在20世纪60年代,非色散红外传感器(NDIR)问世。

  这两类传感器使得潜在的危险环境变得更安全,而且其技术每年都在不断的改进,只是这两类传感器的缺陷在多变的环境应用中也逐渐显现,实践应用中期待有更大的技术改进与进展。

  催化燃烧式/催化珠传感器

  催化燃烧式/催化珠传感器具有持久的影响力的主要原因,可能在于它们几乎对所有易燃气体都很敏感。即使在今天,催化燃烧式传感器还是一种商品产品,占据了60%的市场份额,并且在大多数情况下,通过适当的维护,催化燃烧式传感器会更加可靠。



催化燃烧式传感器价格低廉但运行需要大量电力


  不过,虽然催化燃烧式传感器对任何可燃气体都有反应,而且相对便宜,但是催化燃烧式/催化珠模型也存在一些明显的缺点。一是他们容易被污染,很容易被硅、硫和其他一些降低其使用寿命的化合物所污染。

  二是,在存在低硅、铅或磷酸盐的环境中,这类传感器有退化的风险,最终可能会无法检测到气体的存在,而且在易燃气体高度集中的情况下,催化燃烧式传感器会很快烧坏。

  更重要的是,催化燃烧式传感器不能在低氧环境下工作,包括在密闭空间,因此唯一知晓催化燃烧式传感器为何不工作的方法是通过测试,如果没有一个严格的常规测试协议,测试人员可能会受到威胁。

  催化燃烧式传感器面临的其他挑战也包括需要设置参数以准确测量特定气体,以及这类传感器无法准确测量可燃气体混合物。由于催化燃烧式传感器需要高功率——至少70至100 mA——它们受到携带催化燃烧式传感器的便携式探测器电池寿命的限制。

  非色散红外(NDIR)传感器



如左图所示,NDIR传感器可以检测单个气体


  与催化燃烧式传感器一样,近几十年来,NDIR传感器在工作场所安全和气体检测方面发挥了重要作用。在不适合催化燃烧式传感器的环境条件下,NDIR传感器是一个可靠的选择。与催化燃烧式传感器不同,NDIR传感器需要相对较少的重新校准,而且它们不易受污染。

  NDIR传感器面临的挑战之一是无法检测氢气,这是许多采矿和天然气/石油环境中一种重要且潜在危险的气体。由于NDIR传感器可以精确地检测单个气体,因此它们在混合气体环境中可能无效。而且,由于NDIR传感器所需的技术是复杂和专有的,因此这些传感器的运行成本也很高。

  新技术改进了传统产品



MPS传感器通过单个校准检测和分类多个爆炸性气体


  新的技术正在解决催化燃烧式传感器和NDIR传感器固有的一些问题,并结合两者的最佳特性来进行解决方案的设计。例如,研究人员设计了一类新型传感器——MPS可燃气体传感器,可以测量易燃和可燃气体混合物的浓度,它可以将检测到的气体和混合物分为氢气、甲烷或轻/中/重气体。

  “MPS可燃气体传感器可以识别出存在哪种可燃气体,而且其体积更小,成本更低。”研究人员介绍道。通过一次校准,研究人员发现,新的MPS可燃气体传感器可精确测量12种气体,并提供多年稳定可靠的结果,传感器可以安装在固定和便携式应用中。

  由于MPS可燃气体传感器也能在低氧环境中检测气体,因此在催化燃烧式传感器失效的情况下,它们是有用的,它们所需的能量比催化燃烧式传感器少得多,而且即使暴露在集中的气体中也不会烧坏。

  同时,MPS可燃气体传感器的关键作用是当单个气体或混合气体的水平变得不安全时,可以可靠地提醒工人。

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