كيف يتم الكشف عن تسرب الغاز وتعمل؟

جوهر المشكلة

في التقارير الإخبارية ، لا ، لا ، وفي بعض الأحيان هناك تقارير تفيد بوجود انفجار للغاز في بعض المدن عند مدخل مبنى سكني أو نشوب حريق. كقاعدة عامة ، السبب هو تسرب خليط الغاز القابل للاشتعال ، والذي يتكون بشكل أساسي من الميثان مع المضافات (البروبان ، البوتان ، إلخ) المستخدمة في مواقد الغاز ومراجل الغاز.

سيكون من الجيد منع هذه المحن من الجذر ، ومع ذلك ، يتم توزيع الغازات القابلة للاحتراق باستمرار ، وتتركز في الغرف وتؤدي إلى انفجارات وحرائق. خطأ كل شيء هو قصر نظر الإنسان ونقص التكنولوجيا.

حل المشكلات

وفي الوقت نفسه ، هناك طريقة لمنع مثل هذه الحالات ، أو على الأقل تقليل عواقبها المدمرة. الطريقة هي تركيب كاشف تسرب الغاز في الغرفة. سيكتشف المستشعر تلقائيًا حقيقة أن تركيز الغاز الذي يحتمل أن يكون خطيرًا في الهواء قد تم تجاوزه ، وبالتالي كشف حدوث تسرب واتخاذ الإجراءات اللازمة لمنع العواقب الوخيمة.

يمكن أن تكون إجراءات المستشعر عند اكتشاف الغاز متنوعة للغاية: إرسال إشارة صوتية في الغرفة حيث تم تثبيته ، أو إرسال رسالة نصية قصيرة إلى هاتف المالك ، أو تشغيل تهوية العادم أو الاتصال بخدمة الإنقاذ ، وإغلاق خط أنابيب الغاز ، إلخ. من الواضح أنه كان هناك تسرب للغاز ومن الضروري اتخاذ خطوات فعالة حتى إجلاء السكان.

مجسات بسيطة

أبسط أجهزة الاستشعار المنزلية قادرة على الكشف عن وجود فائض في التركيز المسموح به لعدة أنواع رئيسية من الغازات القابلة للاحتراق وإعطاء إشارة مسموعة. هذه المنتجات مدمجة وسهلة التركيب في أي مكان مناسب.

أجهزة استشعار من هذا النوع مخصصة للمباني السكنية حيث يسمع الشخص بالتأكيد إشارة صوت وسيعرف بالفعل ما يجب فعله - إغلاق الصمام ، أو الاتصال بخدمة الطوارئ ، أو الإخلاء ، إلخ.

مجسات لاسلكية

تستطيع المستشعرات المزودة بوحدة اتصالات لاسلكية العمل مع نظام إنذار GSM. وبمجرد اكتشاف تسرب للغاز بواسطة عنصر حساس ، سيتم إرسال إشعار الرسائل القصيرة إلى المالك على الهاتف وسيكون قادرًا على منع حدوث تسرب بمفرده. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح لك العملية المشتركة لهذا المستشعر مع وحدة الإنذار مزامنته مع دائرة صفارات الإنذار بالحريق.

مجسات تتحكم في إغلاق الصمامات

يمكن للأجهزة الأكثر تعقيدًا التحكم في الصمامات - صمام الملف اللولبي، والتي سيتم وضعها تلقائيًا في الوضع "المغلق" بمجرد أن يشك المستشعر في وجود خطأ ما. يتم تقليل العامل البشري هنا.

تتوفر أنظمة من هذا النوع للاستخدام المنزلي والصناعي ، للتركيب في المنشآت الصناعية ، في ورش العمل ، المختبرات ، في المستودعات ، إلخ. عادةً ما يتم تثبيت أجهزة الاستشعار مع صمامات الإغلاق على السخانات والمراجل. في حالة عمل المستشعر ، سيكون من الممكن إعادة صمام الإغلاق إلى موضعه الأصلي يدويًا فقط.

جهاز استشعار تسرب الغاز

وفقًا لمبدأ العمل ، أجهزة استشعار تسرب الغاز من أنواع مختلفة: البصرية ، الحرارية ، الإلكترونية. ويتميز كل نوع بمجموعاته الغازية المستهدفة ، والتي يمكن للكشف عن زيادة تركيزها: خليط يعتمد على الغاز الطبيعي ، وثاني أكسيد الكربون ، وأول أكسيد الكربون ، إلخ.

في حالة الجهاز ، هناك مصدر طاقة - بطارية أو بطارية ، أو يمكن أن يكون مصدر الطاقة خارجيًا - شبكة.

بالنسبة لتفاعل المستشعر مع البيئة الغازية ، يكون العنصر الحساس للمحول الأولي مسؤولاً ، وتتغير خصائصه ، على سبيل المثال ، الموصلية الكهربائية ، تحت تأثير الغاز ذي التركيز المتزايد.

تتم مقارنة إشارة المحول الأساسي في وحدة القياس بالجهاز بإشارة ذات قيمة مرجعية تحاكي تركيز الغاز المسموح به. نتيجة للقياسات ، يتم تنشيط مشغل المستشعر أم لا.

تسرب موقع الاستشعار التثبيت

لهذا كله ، مجسات تسرب الغاز ليست عالمية. يستهدف كل مستشعر مجموعته من الغازات المحبوسة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن بعض الغازات أثقل من الهواء (ثاني أكسيد الكربون) وتتدفق دائمًا إلى قاع الغرفة ، في حين أن البعض الآخر أخف من الهواء (الميثان) وبالتالي يتراكم تحت السقف ، في حين أن البعض الآخر قادر على ملء المساحة الكاملة للغرفة (أول أكسيد الكربون). لذلك ، يتم تحديد موقع تثبيت المستشعر وفقًا لذلك. يتم تثبيت أجهزة استشعار الغاز الطبيعي تحت السقف ، ويتم تثبيت أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون فوق الأرض.

يجب اختيار مواقع تركيب المستشعرات بعناية فائقة. من غير المقبول وضع مستشعر تسرب الغاز بالقرب من الأماكن جيدة التهوية (النوافذ ، قنوات التهوية ، وما إلى ذلك) - بالقرب منهم سيكون الهواء أقل تشبعًا بالغاز أثناء التسرب.

يتم تثبيت مستشعر التسرب بالقرب من موقد الغاز ، الأسطوانة ، العمود ، إلخ ، ولكن ليس على معدات الغاز نفسها. في الغرف التي تستخدم فيها الهباء الجوي ، لن يعمل المحلل بشكل صحيح ، وكذلك في الغرف التي لا يكون دوران الهواء فيها نظيفًا.

مبادئ أجهزة استشعار تسرب الغاز

أجهزة استشعار تسرب الغاز تختلف في مبدأ تشغيل عنصر الاستشعار. هناك مجسات تعمل رقاقة السيليكون فيها بطبقة رقيقة من أكسيد المعادن على السطح كعنصر حساس.

بالنسبة لهذه المستشعرات ، يتم امتصاص الغاز بتركيز معين بقوة أكبر عن طريق عنصر الاستشعار وبالتالي فإن الموصلية للعنصر تتغير بشكل أكبر. هذه المجسات مناسبة للتطبيقات السكنية. على الرغم من أنها ليست عالية الدقة بسبب هيكلها والقصور الذاتي (أنها تتفاعل لفترة طويلة وتتعافى ببطء) ، فهي بسيطة للغاية وغير مكلفة. بالنسبة للصناعة (الورش ، المختبرات ، المستودعات ، إلخ) فإنها لن تعمل.

هناك أجهزة استشعار الحفاز حيث تقوم عملية الكشف عن الغاز على "الاحتراق" وتحويله إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. يمر الهواء الغازي العالي عبر عنصر استشعار ، وهو عبارة عن ملف صغير من الأسلاك البلاتينية المطلية بأكسيد الألومنيوم ومحفز للروديوم من الخارج.

عندما يتلامس الهواء ذو ​​المحتوى العالي من الغاز مع المحفز ، يحدث نوع من الاشتعال ، مع ارتفاع درجة حرارة الأسلاك البلاتينية ، تتغير مقاومته. كلما زاد تركيز الغاز في الهواء ، زاد ارتفاع السلك ، زادت مقاومته. تتميز هذه المستشعرات بالدقة العالية وسرعة الاستجابة. إنها مناسبة للتطبيقات الصناعية.

طريقة مختبرية حقيقية لتشخيص الهواء هي استخدام مجسات التسرب بالأشعة تحت الحمراء. يستخدم محللو الغاز الصناعي هذا المبدأ بالذات.

خلاصة القول هي أنه بالنسبة للعديد من الغازات ، يسقط عرض النطاق الترددي للضوء على نطاق الأشعة تحت الحمراء. يمر شعاعان لهما نفس الطول الموجي عبر وسيطين مختلفين - من خلال الدراسة ومن خلال المرجع. عند العودة ، تختلف الأشعة بالفعل في قوتها ، والفرق المقدر من قبل الكاشف يتناسب تمامًا مع تركيز الغاز في الوسط قيد الدراسة.

مجسات سلكية ولاسلكية

تعمل مستشعرات التسرب السلكية بقدرة 220 فولت. هذه هي أجهزة الاستشعار التي تستخدم في الصناعة على الرغم من ارتفاع استهلاك الطاقة. إنها سهلة الصيانة ومقاومة للحريق رغم عدم وجود جهد كهربي منخفض داخل الجهاز. ومع ذلك ، فهي تعتمد اعتمادا كليا على منفذ.

تعمل المستشعرات اللاسلكية ببطاريات مدمجة ، بحيث يمكن تثبيتها حتى في حالة عدم وجود شبكة. لكنها ليست مناسبة للصناعة ، لأن استهلاك الطاقة التشغيلية هنا كبير جدًا.

التشغيل والاختبار

امسح المستشعر مرة واحدة على الأقل شهريًا بقطعة قماش مبللة لإزالة الغبار. بدلا من منديل ، يمكنك استخدام مكنسة كهربائية. لاختبار مستشعر تسرب الغاز الطبيعي ، يكون أخف وزنا بسيطًا مناسبًا (اترك الغاز من أخف وزنا على المستشعر لبضع ثوانٍ ، لكن لا تشعل لهبًا). بعد التحقق من صمام الإغلاق التلقائي يدويًا ، أعده إلى موضعه الأصلي.

انظر أيضا على موقعنا على الانترنت:

كيف يتم ترتيب إنذار الحريق ويعمل