氣體傳感器在石油化學(xué)工業(yè)氣體中的應用

來(lái)源：貴州高精檢測有限公司  發(fā)布時(shí)間：2022-12-14  瀏覽：603次

氣體傳感器在石油化學(xué)工業(yè)氣體中的應用

隨著(zhù)石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，易燃、易爆、有毒氣體的種類(lèi)和應用范圍都得到了增加。這些氣體在生產(chǎn)、運輸、使用 過(guò)程中一旦發(fā)生泄漏，將會(huì )引發(fā)中毒、火災甚至爆炸事故，嚴重危害人民的生命和財產(chǎn)安全。由于氣體本身存在的 擴散性，發(fā)生泄漏之后，在外部風(fēng)力和內部濃度梯度的作用下，氣體會(huì )沿地表面擴散，在事故現場(chǎng)形成燃燒爆炸或 毒害危險區，擴大危害區域。例如，1995年7月，四川省成都市化工總廠(chǎng)液氯車(chē)間發(fā)生氯氣泄漏，當場(chǎng)造成3人死 亡，6人受傷，僅約一小時(shí)左右，市區范圍數十平方公里范圍內都能聞到刺激性的氯氣味。因此，這類(lèi)事故具有突 發(fā)性強、擴散迅速、救援難度大、危害范圍廣等特點(diǎn)。

礦山設備檢驗向您介紹：一旦發(fā)生氣體泄漏事故，必須盡快采取相應措施進(jìn)行處置， 才能將事故損失降低到最低水平。及時(shí)可靠地探測空氣中某些氣體的含量，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行補救，采取正確的處置方法，減少泄漏引發(fā)的事故，是避免造成重大財產(chǎn)和人員傷亡的必要條件。這就對氣體的檢測和監測設備提出了較高的要求。作為一種重要的氣體探測器，氣體傳感器近年來(lái)得到了很大的發(fā)展。氣體傳感器的發(fā)展使得其應用越來(lái)越廣泛。本文介紹了氣體傳感器的發(fā)展情況及在氣體泄漏事故處置中的應用前景。

1、氣體傳感器

國外從30年代開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)氣體傳感器。過(guò)去氣體傳感器主要用于煤氣、液化石油氣、天然氣及礦井中的瓦斯氣體的檢測與報警，目前需要檢測的氣體種類(lèi)由原來(lái)的還原性氣體(H2,C4H10,CH4)等擴展到毒性氣體(CO,NO2,H2S,NO,NH3,PH3)等。

氣體傳感器種類(lèi)繁多。按所用氣敏材料及氣敏特性不同，可分為半導體式、固體電解質(zhì)式、電化學(xué)式、接觸燃燒式、高分子式等。

1.1半導體氣體傳感器

這種傳感器主要使用半導體氣敏材料。自從1962年半導體金屬氧化物氣體傳感器問(wèn)世以來(lái)，由于具有靈敏度高、響應快等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應用，目前已成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的傳感器之一。按照檢測氣敏特征量方式不同分為電阻式和非電阻式兩種。

電阻式半導體氣體傳感器是通過(guò)檢測氣敏元件隨氣體含量的變化情況而工作的。主要使用金屬氧化物陶瓷氣敏材料。隨著(zhù)近年來(lái)復合金屬氧化物、混合金屬氧化物等新型材料的研究和開(kāi)發(fā)，大大提高了這種氣體傳感器的特性和應用范圍。例如：WO3氣體傳感器可檢測NH3的濃度范圍為5ppm～50ppm,ZnO-CuO氣體傳感器對200ppm的CO非常敏感。

非電阻式半導體氣體傳感器是利用氣敏元件的電流或電壓隨氣體含量而變化的原理工作的。主要有MOS二極管式和結型二極管式，以及場(chǎng)效應管式氣體傳感器。檢測氣體大多為氫氣、硅烷等可燃氣體。

1.2 固體電解質(zhì)氣體傳感器

固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料做氣敏元件。其原理是氣敏材料在通過(guò)氣體時(shí)產(chǎn)生離子，從而形成電動(dòng)勢，測量電動(dòng)勢從而測量氣體濃度。由于這種傳感器電導率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，僅次于金屬氧化物半導體氣體傳感器。如測量H2S的YST-Au-WO3、測量NH3的NH+4CaCO3等。

1.3  接觸燃燒式氣體傳感器

可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。其工作原理是：氣敏材料在通電狀態(tài)下，可燃性氣體氧化燃燒或在催化劑作用下氧化燃燒，產(chǎn)生的熱量使電熱絲升溫，從而使其電阻值發(fā)生變化，測量電阻變化從而測量氣體濃度。這種傳感器只能測量可燃氣體，對不燃性氣體不敏感。例如，在Pt絲上涂敷活性催化劑Rh和Pd等制成的傳感器，具有廣譜特性，即可以檢測各種可燃氣體。接觸燃燒式氣體傳感器在環(huán)境溫度下非常穩定，并能對爆炸下限的絕大多數可燃性氣體進(jìn)行檢測，普遍應用于石油化工廠(chǎng)、造船廠(chǎng)、礦井隧道、浴室、廚房等處的可燃性氣體的監測和報警。