燃?xì)庑孤秷?bào)警器管理與應(yīng)用

摘 "要：可燃?xì)怏w報(bào)警器廣泛應(yīng)用于石油、化工、燃?xì)獾却嬖诳扇細(xì)怏w的行業(yè)，由可燃?xì)怏w報(bào)警控制器與探測器組成，用于檢測室內(nèi)危險(xiǎn)場所的可燃?xì)怏w泄露情況，是保證人身安全和安全生產(chǎn)不可或缺的儀器。本文首先分析了煤氣報(bào)警器的工作原理以及設(shè)計(jì)原則，然后著重分析了煤氣報(bào)警器的控制設(shè)計(jì)以及工作方式。

關(guān)鍵詞：天然氣;報(bào)警器;

中圖分類號：TU996 " " "文章編號：1674-3520（2014）-11-00-01

為了做好安全生產(chǎn)，避免事故發(fā)生，石油、化工等行業(yè)氣體檢測與報(bào)警器的設(shè)置、使用已較為普遍，因此，正確地使用與維護(hù)可燃?xì)怏w報(bào)警器，保證其可靠運(yùn)行就成為十分重要的課題。它能有效地避免因燃?xì)庑孤┒鸬谋ā⒒馂?zāi)、中毒等惡性事故，已經(jīng)在世界上大部分國家或地區(qū)廣泛應(yīng)用。

一、工作原理

目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的用于制造報(bào)警器的氣體傳感器（或氣敏元件）主要有催化燃燒型、半導(dǎo)體型、紅外射線型等幾種類型。測量基本原理是由氣敏元件加化學(xué)催化劑制成小球狀微孔體，由兩個(gè)球狀微孔組成惠斯登電橋4個(gè)臂中的檢測元件M及補(bǔ)償元件C，由兩個(gè)精密電阻組成電橋外加的兩個(gè)臂。其中補(bǔ)償元件c由金屬罩密封，對可燃?xì)怏w不敏感。檢測元件M由帶孔的金屬罩保護(hù)，對可燃?xì)怏w敏感。

當(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于爆炸下限時(shí)（可燃?xì)怏w不足）或高于爆炸上限（氧氣不足）時(shí)都不會發(fā)生爆炸。不同的可燃?xì)怏w的爆炸下限和爆炸上限各不相同。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，現(xiàn)有燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中均設(shè)定可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)在爆炸下限的25%（或以下）和50%時(shí)發(fā)出警報(bào)。這里，爆炸下限的25%時(shí)報(bào)警稱作低限報(bào)警，而爆炸下限的50%時(shí)報(bào)警稱作高限報(bào)警。需要說明的是，爆炸下限檢測儀上顯示的100%不是可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到了100%，而是可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到了爆炸下限的100%，即可燃?xì)怏w達(dá)到了爆炸下限。

二、設(shè)計(jì)原則

目前，隨著可燃?xì)怏w的泄露事故發(fā)生層出不窮，各種報(bào)警器也成了眾多公司生產(chǎn)的明星產(chǎn)品，一氧化碳報(bào)警器、天然氣報(bào)警器等各種產(chǎn)品層出不窮，但萬變不離其宗，他們大多是利用了某些對可燃?xì)怏w敏感的半導(dǎo)體，在室內(nèi)可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)時(shí)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。而事實(shí)上，這樣的功能在實(shí)際應(yīng)用中還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

首先，在對可燃?xì)獾膱?bào)警時(shí)，市面上的報(bào)警器只能在有害氣體濃度過高時(shí)提醒人們打開窗戶通氣或是緊急切斷電源而不能在根本上消除有害氣體，此時(shí)往往家中的室內(nèi)氣體質(zhì)量已受到嚴(yán)重?fù)p害，并對人們的身體產(chǎn)生了一定的危害，因此它們只能從某種程度上減少損傷，而無法起到在根本上防止此類事情發(fā)生的作用。

其次，市面上的報(bào)警裝置通常不能時(shí)刻提供室內(nèi)氣體含量狀況的有效數(shù)據(jù)，只有報(bào)警而無檢測功能。因此，應(yīng)急需對現(xiàn)有的燃?xì)鈭?bào)警器進(jìn)行改進(jìn)，以完善其功能。

要解決上述可燃?xì)鈭?bào)警器的不完善點(diǎn)，主要有兩方面;第一，需設(shè)計(jì)連接一個(gè)附加裝置，使其可以抽換空氣中的氣體，以達(dá)到徹底清除空氣中天然氣的作用，從根本上減輕室內(nèi)空氣污染。第二，需設(shè)計(jì)一個(gè)顯示裝置，用以顯示日常生活中室內(nèi)的天然氣濃度，以時(shí)刻提醒人們關(guān)注室內(nèi)天然氣濃度，以便做好通風(fēng)的措施。

三、控制原理

改進(jìn)后的可燃?xì)庑孤﹫?bào)警器主要由氣敏檢測模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、聲光報(bào)警模塊、LED顯示模塊和開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器模塊組成，其中各組成模塊的具體介紹如下：

I）氣敏檢測模塊。氣敏檢測模塊主要由傳感器、放大罌等元件組成。傳感器主要用于感應(yīng)室內(nèi)可燃?xì)怏w濃度，并將該濃度轉(zhuǎn)化為電信號。放大器主要用于配合傳感器的功能，將來自于傳感器的電信號進(jìn)行放大后傳輸?shù)胶罄m(xù)單元中。

2）A/P轉(zhuǎn)換模塊。^/D轉(zhuǎn)換模塊主要由^/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。用于將來自于傳感器的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，以有效地傳輸?shù)娇刂茊卧?

3）控制模塊。控制模塊主要由單片機(jī)構(gòu)成。主要用于對來自于A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號進(jìn)行處理，以控制聲光報(bào)警模塊、LED顯示模塊與開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器模塊。

4）聲光報(bào)警模塊。聲光報(bào)警模塊主要由發(fā)光二極管、蜂鳴器等元件組成。主要用于在可燃?xì)怏w濃度過高時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警等動作。

5）LED顯示模塊。LED顯示模塊主要由LED顯示屏構(gòu)成。用于顯示日常可燃?xì)怏w濃度。

6）開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器模塊。開放式負(fù)離子發(fā)生器模塊主要由Lc振蕩器、二極管、升壓變壓器、負(fù)離子發(fā)生器組成。主要用于電離出空氣中負(fù)離子與臭氧，以中和空氣中co。

四、工作方式

可燃?xì)鈭?bào)警器有獨(dú)立型、聯(lián)網(wǎng)型、混合聯(lián)網(wǎng)型3種工作方式。獨(dú)立型報(bào)警器獨(dú)立安裝，外接220 V或者12 V、24 V電壓，報(bào)警器獨(dú)立工作。檢測空氣中可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，通過報(bào)警器上的聲光報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號，以達(dá)到預(yù)防燃?xì)庑孤⒈ＷC人身財(cái)產(chǎn)安全的目的。

在聯(lián)網(wǎng)型工作方式中，燃?xì)夤艿郎系木o急切斷電磁閥可與燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)連鎖或與消防及其他智能報(bào)警控制終端模塊等連鎖，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場或遠(yuǎn)程的連動控制。聯(lián)網(wǎng)型家用燃?xì)鈭?bào)警器的主要功能是：燃?xì)獍l(fā)生泄漏后，當(dāng)超過燃?xì)鈭?bào)警濃度時(shí)系統(tǒng)便自動切斷該用戶的燃?xì)夤?yīng)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號，連動控制排風(fēng)扇。

在混合聯(lián)網(wǎng)型工作方式中，報(bào)警器在報(bào)警的同時(shí)自動切斷電磁閥，并通過小區(qū)門禁系統(tǒng)或者其他消防報(bào)警系統(tǒng)將信號送到小區(qū)監(jiān)控中心。甚至可以通過小區(qū)短信平臺將用戶家里燃?xì)庑孤﹫?bào)警信息發(fā)送到用戶的手機(jī)上。

參考文獻(xiàn)：

[1]余黎煌.家用煤氣管道氣體泄漏報(bào)警器的設(shè)計(jì)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（34）：47-48.

[2]豐保民，王哈力，單薏等.煤氣報(bào)警檢測系統(tǒng)中主從式多機(jī)通訊的實(shí)現(xiàn)研究[J].電工技術(shù)，2002，（10）：38-38.DOI：10.3969/j.issn.1002-1388.2002.10.023.

[3]翟曉華.基于AT89C52的家庭煤氣報(bào)警器設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（12）：9.