隨著人們自身安全防范意識(shí)的提升和政府部門(mén)的強(qiáng)力推動(dòng)，城市中以可燃?xì)怏w報(bào)警器為代表的可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，一經(jīng)面世很快得到了推廣普及，需求量激增，可見(jiàn)人們對(duì)于此種設(shè)備的需求。
人們生活水平的提升，以天然氣、液化氣為代表的可燃?xì)怏w已經(jīng)進(jìn)入了千家萬(wàn)戶，為城市飲食、取暖等發(fā)揮了及其重要的作用，但同時(shí)也要看到，每年由于可燃?xì)馐褂貌划?dāng)而造成的爆炸等惡性事件常見(jiàn)于報(bào)端，可見(jiàn)其也是一把“雙刃劍”，搞好可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于保證人們?nèi)罕娚?cái)產(chǎn)安全，建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)意義重大。
一、可燃?xì)怏w基本概念
所謂“可燃?xì)怏w”，就是指能夠與空氣中的氧氣進(jìn)行均勻混合，形成一定濃度的預(yù)混氣體，該氣體在遇到火源時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸現(xiàn)象，并釋放出大量能量氣體。可燃?xì)怏w的主要成為為烷烴類(lèi)氣體，也有一些無(wú)機(jī)氣體如氫氣和一氧化碳等，在石油化工行業(yè)較易遇到。從以上不難看出，可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒和爆炸必須滿足三個(gè)條件：可燃?xì)怏w必須具備一定的濃度，有一定量的氧氣，有足夠的熱量，這三者缺一不可。從燃燒方式來(lái)分可以區(qū)分為兩類(lèi)：一類(lèi)是擴(kuò)散燃燒類(lèi)，即通過(guò)泄露途徑，在遇到火源時(shí)的混合燃燒;另一類(lèi)是可燃?xì)怏w與空氣混合發(fā)生著火燃燒，該反應(yīng)較為激烈，速度也較快，且伴隨壓力。
二、可燃?xì)怏w檢測(cè)儀報(bào)警檢定的必要性
可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警檢定具有非常重要的價(jià)值，因?yàn)橹两駷橹?，我們?guó)家由于可燃?xì)怏w發(fā)生的重要火災(zāi)事故已經(jīng)非常多了，造成了較多的人員傷亡，所以，為了能夠保障我們國(guó)家對(duì)可燃?xì)怏w的安全使用，保障我們國(guó)家居民的安全，我們必須要對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行報(bào)警裝置的檢定，這是一個(gè)非常必要的工作。隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)力量的不斷壯大，我們國(guó)家的一些化學(xué)藥品種類(lèi)正在不斷的增多，因此一些容易發(fā)生爆炸，容易在使用過(guò)程中造成毒氣泄漏的氣體越來(lái)越多，常常發(fā)生較為嚴(yán)重的事故，對(duì)人們的居住和使用安全造成了極大的威脅。本文所說(shuō)的可燃?xì)怏w報(bào)警器就是為了預(yù)防有害、有毒、易燃、易爆氣體在使用過(guò)程中發(fā)生泄漏，一旦出現(xiàn)有毒氣體的泄露就能夠進(jìn)行報(bào)警的裝置，在一般的報(bào)警裝置的設(shè)置中，爆炸的下線為20%LEL，一旦超過(guò)了這個(gè)數(shù)值就會(huì)進(jìn)行報(bào)警，并且將所有的電源斷開(kāi)，同時(shí)會(huì)將居民的通風(fēng)口全部打開(kāi)，能夠減緩事故發(fā)生的時(shí)間，為人們及時(shí)處理這樣的情況爭(zhēng)取了大量的時(shí)間，具有非常重要的價(jià)值，報(bào)警器在使用的過(guò)程中，是否具有非?？煽康墓δ?，這直接關(guān)系到我們國(guó)家居民的生命安全?，F(xiàn)在我們國(guó)家的可燃?xì)怏w報(bào)警器的壽命也就只有4年左右，在使用的過(guò)程中，報(bào)警器的靈敏度還會(huì)不斷的下降，以至于出現(xiàn)毒氣泄漏的濃度已經(jīng)超過(guò)規(guī)定的限度時(shí)，不會(huì)啟動(dòng)報(bào)警的功能，從而引發(fā)了事故的發(fā)生，人們沒(méi)有做好安全的防護(hù)措施，導(dǎo)致喪失了自己的生命，因此，我們可以看出，可燃?xì)怏w報(bào)警器的檢測(cè)具有非常重要的意義，及時(shí)的對(duì)報(bào)警器進(jìn)行檢定，能夠保障報(bào)警器的功能可靠性和量值的準(zhǔn)確度，能夠極好的對(duì)濃度進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警，提醒居民進(jìn)行安全的防護(hù)。為了提高報(bào)警器的工作效率，我們國(guó)家已經(jīng)非常重視報(bào)警器的檢測(cè)工作，為了解決報(bào)警器在工作過(guò)程中存在的安全隱患，保障人們的生命安全，我們國(guó)家對(duì)于報(bào)警器的鑒定工作進(jìn)行了積極的宣傳，使得一些不了解國(guó)家相應(yīng)的法律法規(guī)，不了解報(bào)警器的工作原理以及技術(shù)特性，或者對(duì)報(bào)警器安全性能重視程度不夠，致使大量的在用報(bào)警器至今未按期申報(bào)，并接受強(qiáng)制檢定的單位提高了對(duì)報(bào)警器的重要認(rèn)識(shí)，并且，我們國(guó)家進(jìn)行了相關(guān)的法律規(guī)定，如果發(fā)生了嚴(yán)重的事故是由于沒(méi)有報(bào)警器未按期申報(bào)檢定而失效，就會(huì)對(duì)相關(guān)的工作人員進(jìn)行法律的懲罰，這項(xiàng)制度的實(shí)施，極大的提高了工作人員的工作態(tài)度，提高了對(duì)報(bào)警器檢測(cè)的效率，具有非常重要的意義。
三、可燃?xì)怏w及其檢測(cè)
可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸必須具備三個(gè)條件：(1)一定濃度的可燃?xì)怏w;(2)一定量的氧氣;(3)有足夠熱量點(diǎn)燃它們的火源，缺少其中任何一個(gè)條件都不會(huì)引起火災(zāi)和爆炸。當(dāng)可燃?xì)怏w和氧氣混合并達(dá)到一定濃度時(shí)，遇具有一定溫度的火源就會(huì)發(fā)生爆炸。如圖1，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于LEL(最低爆炸限度)時(shí)(可燃?xì)怏w濃度不足)和其濃度高于UEL(最高爆炸限度)時(shí)(氧氣不足)都不會(huì)發(fā)生爆炸。LEL和UEL都各不相同。一般為安全起見(jiàn)，將在可燃?xì)怏w濃度在LEL的10%LEL稱(chēng)作警告警報(bào)，而20%LEL稱(chēng)作危險(xiǎn)警報(bào)。可燃?xì)怏w檢測(cè)儀又稱(chēng)LEL檢測(cè)儀。
1.半導(dǎo)體式傳感器。又稱(chēng)固體式氣體傳感器，其原理是把電極嵌入到金屬氧化物的燒結(jié)體中，由氣體吸附引起半導(dǎo)體電阻變化，其導(dǎo)電能力隨氣體濃度變化，從而從傳感器的響應(yīng)電路測(cè)知?dú)怏w濃度。如以氧化錫、氧化鋅等金屬氧化物為主要成分的燒結(jié)體，一般因化學(xué)成分偏離化學(xué)計(jì)量比而呈現(xiàn)n型半導(dǎo)體特性，一旦與碳?xì)浠衔?、酒精等可燃性氣體或一氧化碳、氨等有毒氣體總稱(chēng)還原性氣體相接觸，由燒結(jié)體對(duì)可燃?xì)怏w的吸附作用而產(chǎn)生的導(dǎo)電性能的變化，其導(dǎo)電能力隨這些氣體濃度而變化。這種傳感器的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)，通常可達(dá)到l0年或更長(zhǎng);不易中毒、在高濃度下也不易損壞;可用于有毒有害或可燃?xì)怏w的檢測(cè)。但這種傳感器很難對(duì)特定氣體敏感，常用于對(duì)混合氣體進(jìn)行檢測(cè)。
2.催化燃燒式檢測(cè)器。催化燃燒式檢測(cè)儀是常見(jiàn)的以LEL方式測(cè)量可燃?xì)怏w的檢測(cè)儀。其原理是以惠斯通電橋作為檢測(cè)單元。在這其中的一個(gè)鉑金絲電橋上涂有催化燃燒物質(zhì)，不論何種易燃?xì)怏w，只要它能夠被電極引燃，鉑金絲電橋的電阻就會(huì)由于溫度變化發(fā)生改變，這種電阻變化同可燃?xì)怏w濃度成一定比例，通過(guò)儀器的電路系統(tǒng)和微處理機(jī)可以計(jì)算出可燃?xì)怏w的濃度。直接測(cè)量可燃?xì)怏w的體積濃度的熱導(dǎo)式VOL檢測(cè)儀也可以在市場(chǎng)上得到，LEL/VOL合二為一的檢測(cè)儀也已出現(xiàn)。VOL可燃?xì)怏w檢測(cè)儀特別適合在氧氣不足的環(huán)境中測(cè)量可燃?xì)怏w的體積濃度(VOL)。
四、催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器設(shè)計(jì)分析
1.使用催化劑材料。此法對(duì)于催化劑要求較高，可以區(qū)分為貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑，目前對(duì)于貴金屬催化劑研究已相對(duì)成熟，但其缺點(diǎn)是價(jià)格較為昂貴，耐熱性也較差。后者非金屬催化劑越來(lái)越受到人們的重視，研究潛力較大。針對(duì)貴金屬催化劑的缺陷，四氧化三鈷、二氧化錳、氧化鐵等氧化物催化劑越來(lái)越受到大家關(guān)注，此類(lèi)催化劑活性強(qiáng)，尤其以氧化鐵為最，具有選擇性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。此外，常用的催化劑還有Pt、Pd、Rh、Au等貴金屬氧化物，活性成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.10%至0.50%，氧化催化劑載體通常有二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈰、二氧化鈦等，尤其以氧化鋁為最，在其中引入鎂鋯離子等，可以較好的改善氧化鋁的催化性能。
2.基本原理。該傳感器主要是通過(guò)催化燃燒來(lái)實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w測(cè)量的方法，其由2個(gè)固定電阻構(gòu)成惠斯登橋路，當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)行擴(kuò)散至檢測(cè)元件時(shí)，無(wú)焰燃燒開(kāi)始，其反應(yīng)熱量將會(huì)使Pt絲電阻增大，此時(shí)電橋便會(huì)輸出變化電壓信號(hào)，此信號(hào)必然與可燃?xì)怏w濃度成正比。采用此法的優(yōu)點(diǎn)是：一是反應(yīng)較為準(zhǔn)確，選擇性好;二是穩(wěn)定性好，能實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)，誤報(bào)的可能性較小;三是壽命約為3年，時(shí)間較長(zhǎng)。
總之，我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)力量的不斷提高，我們國(guó)家的科學(xué)技術(shù)不斷的提高，人們的生活狀態(tài)越來(lái)越好，但是在使用的過(guò)程中，必須要加強(qiáng)安全的管理，降低事故發(fā)生的頻率，才能夠保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，才能夠有效的提高一些高科技的使用效率，才能夠加快我們國(guó)家的發(fā)展速度
