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气体传感器的发展方向

日期:2020-04-05 12:29
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摘要:


气体传感器的发展方向 

随着石油化学工业的发展,易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围不断增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏,将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故,严重危害人民的生命和财产安全。

加之气体本身存在扩散性,发生泄漏之后,在外部风力和内部浓度梯度的作用下,气体会沿地表面扩散,在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区,使救援难度增大、危害范围更广。因此,在日常生产过程中,要求能够及时可靠地探测空气中某些特定气体的含量,并随时采取有效措施进行补救,以减少泄漏引发的事故,避免造成重大财产损失和人员伤亡,这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体探测器——气体传感器近年来得到了很大的发展。

目前,国内外对新的气敏材料和气体传感器的研究非常活跃,其主要研究和发展方向主要集中在以下几点:

一是开发新的气敏材料。
现有的燃气报警器,多采用氧化锡加贵金属催化剂气敏元件,但选择性差,并且因催化剂中毒而影响报警的准确性。半导体气敏材料对气体的敏感性与温度有关。常温下敏感度较低,随着温度的升高,敏感度增加,在一定温度下达到峰值。由于这些气敏材料在需要在较高温度下(一般大于100℃)达到敏感度*好,这不仅要消耗额外的加热功率,还会引发火灾。

气体传感器的发展解决了这一问题。主要措施是在传统的半导体气敏材料中掺杂一些元素;其次是研制和开发复合型和混合型半导体气敏材料和高分子气敏材料,使这些材料对不同气体具有高灵敏度、高选择性、高稳定性。例如,氧化铁系气敏陶瓷所制的气体传感器,不需要添加贵金属催化剂就可造成灵敏度高、稳定性好、具有一定选择性的气体传感器。降低半导体气敏材料的工作温度,大大提高它们在常温下的灵敏度,使其能在常温下工作。目前,除了常用的单一金属氧化物陶瓷外,又开发了一些复合金属氧化物半导体气敏陶瓷和混合金属氧化物气敏陶瓷。

将气体传感器安装在易燃、易爆、有毒有害气体的生产、储运、使用等场所中,及时检测气体含量,及早发现泄漏事故。并将气体传感器与保护系统联动,使保护系统在气体到达爆炸极限前动作,将事故损失控制在*低。


气体传感器的发展方向 二是开发新的气体传感器。

应用新材料、新工艺和新技术,对气体传感器的机理做进一步研究,使传感器更加微型化和多功能化,并兼备性能稳定、使用方便、价格低廉等特点。

三是实现气体传感器的智能化。

气体传感器和计算机技术相结合,出现了智能气体传感器-----电子鼻。国内外已成功开发了鉴别和检测食品、香料等的电子鼻。研制开发新型仿生气体传感器-----仿生电子鼻是未来气体传感器发展的主要方向。

随着新的气敏材料不断出现,气体传感器的智能化也得到了快速发展。开发和完善智能气体传感系统,使之可以在气体泄漏事故中起到报警、检测、识别、智能决策等方面的作用,大大提高气体泄漏事故处置的工作效率和安全性,对于控制事故损失具有重要意义。

大家多年来一直致力于电力系统中氢冷发电机和SF6开关设备的气体状态监测研究。自主研究开发成功的“智能化SF6气体传感器”,将可控高压脉冲电路与传统的电晕放电原理相结合,并采用多级放电结构和自适应补偿技术,与市场上同类产品相比,其灵敏度和可靠性等各项性能指标都有了大幅度的提高,可广泛应用于SF6(六氟化硫)气体绝缘电气设备中气体泄漏的监测,保障了现场工作人员的人身安全,避免了对环境造成污染。

开发新的气体传感器及实现气体传感器的智能化,相信在不久的将来,将会有技术更加成熟的智能气体传感系统问世,到时气体泄漏事故的处置现状将会大为改观。

粤公网安备 44030902000333号

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