1 探测器简介

1.1 催化燃烧式可燃气体探测器

  催化燃烧式可燃气体探测器主要由一个难熔的铂丝线圈制成的高温传感器和惠斯顿电桥组成。当检测到天然气泄漏时,天然气会在铂丝线圈的催化层上发生无焰燃烧,使线圈电阻增加,促使电桥产生与天然气的浓度成线性比例关系的电信号,进而转化成天然气浓度。
  催化燃烧式可燃气体探测器是应用最早的探测器之一,具有测量准确,价格便宜等特点,不足之处如下:
1)传感器保持着300~500℃的高温,可以燃烧任何的可燃气体,维持催化燃烧式的传感器所消耗的电量比其他类型的探测器要高。
2)催化燃烧式可燃气体探测器需要足够的O2支撑燃烧。
3)易受高浓度甲烷及硫化物影响产生催化物“中毒"现象

1.2 红外可燃气体探测器

  红外可燃气体探测器分为点式和开路式。两种探测器均是利用红外吸收原理,通过比较取样气体与参考光束之间的信号强度,进而测量出天然气的浓度。

1.2.1 点式红外可燃气体探测器

  点式红外可燃气体探测器广泛应用在LNG接收站内的储罐区、工艺区、公用工程区等区域,在设计选型时一般有以下几点要求:
1)宜采用点式红外双光束,测量范围应为0~100% LEL。
2)测量精度不宜小于士3%FS。
3)可燃气体探测器的外壳将控制电路、变送器、传感器和附件包含在内,外壳应具备防爆认证和防护认证,并适合定位和安装。同时,探头、探头外壳和安装支架的材质应为316不锈钢材质。在完全露天环境下,甲烷泄漏后受外界环境影响较大,扩散方向及范围难以控制。该型探测器很难对泄漏的可燃气体作出及时反应,且容易误报警。只有在安装位置周围聚集一定浓度的泄漏气体才能有效检测,因此该型探测器主要安装在现场重点位置。

1.2.2 开路式红外可燃气体探测器

  开路式红外可燃气体探测器一般用在开放区域内。该型探测器的探头由发射器、接收器、接线盒、热防护罩和安装支架等部分组成,在设计选型时一般有以下几点要求:
1)应能区分并避免因天气或人为原因出现的故障信号,如太阳光、闪电、下雨、电弧焊等。
2)应具有镜头加热功能和热防护罩(遮阳罩),以避免油污、空气中的水膜、雨水、凝结水等对探测器过滤器和视窗的影响。
  在实际使用过程中,该型探测器容易受外界环境影响,容易误报警,工业现场测量达不到理想效果。

1.3 超声波式可燃气体探测器

  超声波式可燃气体探测器通过捕获天然气泄漏点产生的超声波来实现泄漏检测。在高压工艺介质泄漏时产生的噪声能显著改变释放源周围环境声压级的场所,可选用该型探测器。
该型探测器设计选型时一般有以下几点要求:
1)应能避免环境噪声、风、生物超声波、太阳辐射、射频干扰等的影响。
2)宜具备由认证机构颁发的SIL2认证证书。
3)输出信号应为4~20mA(DC)带HART协议,最大负载为500Ω。除代表气体浓度的4~20mA输出信号外,0~4mA电流输出信号应提供故障、超量程等状态信息。
  超声波泄漏检测范围受泄漏点压力、泄漏口径及泄漏点与泄漏检测垂直角度等因素有关。
  在实际使用过程中,该型可燃探测器泄漏检测距离小,且对微小泄漏无法及时响应,无法完全消除误报警。

2 激光云台可燃气体探测器

2.1原理

  激光云台可燃气体探测器采用可协调激光光谱(TDLAS)技术,检测原理:通过设备内的激光器向管道、地面等测量区域发射特定波长的调谐激光光束,同时接收从测量点漫反射回来的激光,通过分析接收的信号,测量和计算激光被吸收的程度,即可测量出分布于设备与测量点路径之间的平均气体浓度。

2.2 探测器组成及要求

  该探测器主要由激光可燃气体探测器、摄像机、三维旋转云台、安装支架及安装立杆等组成。
激光云台

2.2.1 基本要求

  该探测器的基本要求如下:
1)应对甲烷具有高度选择性,且不受风力、雨雪等环境因素及其他气体、水蒸气、太阳光等因素的干扰。
2)宜具备SIL2认证证书,防护等级应不低于IP65,探测器应具备内置防电涌功能。
3)探测器的有效检测距离应不小于70m,最大的检测距离不小于100m;基本误差应不大于土10%FS;响应时间应不大于0.1s;单位距离探测器检测可燃气体体积分数的量程范围为0~0.05。
4)探测器激光光功率应满足GB/T3836.22—2017《爆炸性环境第22部分:光辐射设备和传输系统的保护措施》7和GB7247.1—2012《激光产品的安全第1部分:设备分类、要求》81的规定,确保激光的安全性,检测激光等级为1类,指示激光等级达到或优于3R类。
仪控云书intools.vip注:实际市面上常见厂家的云台激光都高于15mW,一般达不到GB/T3836中的要要求。

5)检测过程应为连续的,不能只在预置点进行检测。

2.2.2 摄像机

  该探测器中摄像机的基本要求如下:
1)摄像机应采用昼夜可用的日夜型网络高清一体机,传感器类型应为逐行扫描的固体成像传感器(CMOS),分辨率不低于1080P,有效像素应不低于200万像素。
2)镜头变焦应不低于20倍。
3)支持以太网接口和光纤接口。
4)应提供配套的监视软件,可实现实时监控、视频回放等功能
5)具备防雾及防尘功能。

2.2.3 三维旋转云台

  该探测器中三维旋转云台的基本要求如下:
1)云台供电电源应为220V(AC)或24V(DC),在士10%电压范围内能够正常运行。
2)驱动方式可采用同步电机或伺服电机,步进角优于0.1°
3)转动速度为0.1~15(°)/s。
4)探测器应能够实现水平360°及垂直180°转动,并可设定运动(扫描监测)轨迹,运动轨迹的设置点不少于120点,可实现重点区域的定点检测。
5)云台最大负重不应小于其载重物总和的1.3倍。

2.2.4 安装立杆

  该探测器中安装立杆的基本要求如下:
1)探测器、摄像机及三维旋转云台均安装于立杆上,立杆自带避雷针,安装时应确保探测器及摄像机360°无遮挡。
2)监控立杆采用热镀锌钢管制作,并做防腐处理。

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最后修改:2024 年 11 月 19 日
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