استخدام حساسات الغاز في التخلص من حوادث تسرب الغاز
لرصد الغاز القابل للاحتراق والتنبيه
في الوقت الحاضر، يؤدي تطوير مواد استشعار الغاز إلى جعل أجهزة استشعار الغاز ذات حساسية عالية وأداء مستقر وبنية بسيطة وحجم صغير وسعر منخفض، ويحسن انتقائية وحساسية المستشعر. تستخدم معظم أجهزة إنذار الغاز الموجودة أكسيد القصدير بالإضافة إلى مستشعر الغاز المحفز من المعدن النبيل، لكن الانتقائية ضعيفة، وتتأثر دقة الإنذار بتسمم المحفز. ترتبط حساسية المواد الحساسة للغاز شبه الموصلة للغازات بدرجة الحرارة. تكون الحساسية منخفضة عند درجة الحرارة العادية، وتزداد الحساسية مع زيادة درجة الحرارة، وتصل إلى قيمة الذروة عند درجة حرارة معينة. نظرًا لأن هذه المواد الحساسة للغاز تحتاج إلى تحقيق أفضل حساسية عند درجات حرارة أعلى (عمومًا أكبر من 100 درجة)، فإن هذا لا يستهلك طاقة تسخين إضافية فحسب، بل يسبب الحرائق أيضًا.
لقد أدى تطوير أجهزة استشعار الغاز إلى حل هذه المشكلة. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة استشعار الغاز المصنوعة من السيراميك الحساس للغاز القائم على أكسيد الحديد إنتاج أجهزة استشعار غاز ذات حساسية عالية وثبات جيد وانتقائية معينة دون إضافة محفزات معدنية نبيلة. تقليل درجة حرارة التشغيل للمواد الحساسة للغاز أشباه الموصلات، وتحسين حساسيتها بشكل كبير في درجة حرارة الغرفة، حتى تتمكن من العمل في درجة حرارة الغرفة. في الوقت الحاضر، بالإضافة إلى سيراميك أكسيد المعدن المفرد الشائع الاستخدام، تم تطوير بعض السيراميك الحساس للغاز لأكسيد المعدن المركب والسيراميك الحساس للغاز لأكسيد المعدن المختلط.
تركيب أجهزة استشعار الغاز في الأماكن التي يتم فيها إنتاج وتخزين ونقل واستخدام الغازات القابلة للاشتعال والانفجار والسامة والضارة وغيرها، للكشف عن محتوى الغاز في الوقت المناسب والكشف عن حوادث التسرب في وقت مبكر. ويتم ربط حساس الغاز مع نظام الحماية، بحيث يعمل نظام الحماية قبل أن يصل الغاز إلى حد الانفجار، ويتم تقليل خسارة الحادث إلى الحد الأدنى. وفي الوقت نفسه، فإن تصغير أجهزة استشعار الغاز وتخفيض أسعارها يجعل من الممكن دخول الأسرة.
الكشف عن أنواع الغاز وخصائصه
بعد وقوع حادث تسرب الغاز، سيركز التخلص من الحادث على أخذ العينات والاختبار، وتحديد منطقة التحذير، وتنظيم إخلاء الجماهير في المنطقة الخطرة، وإنقاذ الأفراد المسمومين، والتوصيل، وإزالة التلوث، وما إلى ذلك. يجب أن يكون الجانب الأول من التخلص لتقليل مخاطر التسرب إلى الموظفين، الأمر الذي يتطلب معرفة سمية الغاز المتسرب. تشير سمية الغاز إلى إطلاق مواد يمكن أن تعطل الاستجابات الطبيعية لجسم الشخص، مما يقلل من قدرة الشخص على تطوير تدابير مضادة وتخفيف الإصابات في حادث. تقسم الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق سمية المواد إلى الفئات التالية:
في حالة نشوب حريق في ولاية نيو هامبشاير=0، بالإضافة إلى خطر المواد القابلة للاحتراق العامة، يجب الاتصال قصير المدى بعدم وجود مواد خطرة أخرى؛
NH=1 التعرض على المدى القصير للمواد التي يمكن أن تسبب تهيجًا وتسبب ضررًا طفيفًا للإنسان؛
NH=2 يمكن أن يؤدي التركيز العالي أو التعرض قصير المدى إلى فقدان مؤقت للقدرة أو إصابة متبقية؛
يمكن أن يتسبب التعرض قصير المدى لـ NH=3 في حدوث إصابة خطيرة مؤقتة أو متبقية؛
نظرًا لأن الغاز السام يمكن أن يدخل جسم الإنسان من خلال الجهاز التنفسي للإنسان ويسبب الضرر، يجب إكمال حماية السلامة بسرعة عند التعامل مع حوادث تسرب الغاز السام. وهذا يتطلب من موظفي التخلص من الحوادث أن يكونوا قادرين على فهم نوع الغاز وسميته وخصائصه الأخرى في أقصر وقت ممكن بعد الوصول إلى مكان الحادث.
يتم دمج مجموعة مستشعر الغاز مع تكنولوجيا الكمبيوتر لتشكيل نظام ذكي للكشف عن الغاز، والذي يمكنه تحديد نوع الغاز بسرعة ودقة، وبالتالي قياس سمية الغاز. يتكون نظام استشعار الغاز الذكي من مجموعة مستشعرات الغاز ونظام معالجة الإشارات ونظام الإخراج. يتم استخدام عناصر استشعار غاز متعددة ذات خصائص حساسة مختلفة لتشكيل مصفوفة، ويتم استخدام تقنية التعرف على أنماط الشبكة العصبية لتحديد الغاز ومراقبة تركيز الغازات المختلطة. وفي الوقت نفسه، يتم إدخال أنواع وخصائص وسمية الغازات الشائعة السامة والضارة والقابلة للاشتعال إلى الكمبيوتر، ويتم إعداد خطة التخلص من الحوادث وفقًا لطبيعة الغاز وإدخالها إلى الكمبيوتر. عند حدوث حادث تسرب، سيعمل نظام الكشف الذكي عن الغاز على النحو التالي:
أدخل الموقع ← عينات الغاز الممتصة ← توليد إشارات من أجهزة استشعار الغاز ← تحديد الإشارات بواسطة الكمبيوتر ← أنواع الغاز الناتج وخصائصه وسميته وخطة التخلص منه بواسطة الكمبيوتر.
نظرًا للحساسية العالية لمستشعر الغاز، يمكن اكتشافه عندما يكون تركيز الغاز منخفضًا جدًا، دون الحاجة إلى التعمق في مكان الحادث، وذلك لتجنب الضرر غير الضروري الناجم عن الجهل بالموقف. باستخدام معالجة الكمبيوتر، يمكن إكمال العملية المذكورة أعلاه بسرعة. وبهذه الطريقة، يمكن اتخاذ تدابير وقائية فعالة بسرعة ودقة، ويمكن تنفيذ خطط التخلص الصحيحة، ويمكن تقليل خسائر الحوادث إلى الحد الأدنى. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن النظام يقوم بتخزين معلومات مثل خصائص الغازات الشائعة وخطط التخلص منها، فإذا كنت تعرف نوع الغاز الموجود في حادث التسرب، فيمكنك الاستعلام مباشرة عن خصائص الغاز وخطط التخلص منه في هذا النظام. قد يؤدي التعرض القصير لـ NH=4 أيضًا إلى الوفاة أو الإصابة الخطيرة.
