气体智能检测漏气论文

浅议汽车加油站在线渗漏监测系统设计论文

0引言

随着我国汽车保有量迅速增长，汽车加油站数量与日剧增。由于加油站往往处于交通要道，其安全可靠运行十分重要。国家新施行的标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012(2012年6月28日发布，2013年3月1日施行)与原来的国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002(2006年版)比较，新版标准加强了加油站安全与环保措施，其中第章节主要对油品防渗漏措施做了具体要求。

新版标准对加油站油品储运设施的防渗方式要求如下:

1)加油站埋地油罐应采用单层油罐设置防渗罐池或采用双层油罐。

2)埋地加油管道应该采用双层管道。

3)防渗罐池、双层油罐、双层管道系统的渗漏检测宜采用在线监测系统。

4)单层油罐渗漏检测主要由具备渗漏检测功能的液位监测系统实现。

1在线渗漏监测方法

单层油罐渗漏检测主要由具备渗漏检测功能的液位监测系统实现，本文主要讨论防渗罐池、双层油罐、双层管道系统的在线渗漏监测方法。

监测方法

目前已使用的在线渗漏监测方法主要由以下4种，即传感器法(干式)、液媒法(湿式)、充气法、真空法。

1)传感器法

传感器法主要将液体传感器直接安装于检测点，通过传感器检测信号判断是否有液体渗入。

2)液媒法

液媒法主要在夹层内充入液体，利用液位计检测罐顶液媒槽的液面判断夹层内是否有液体渗入。

3)充气法

在设施夹层内充入氮气等气体并设压力变送器，通过压力检测判断夹层的密闭性。

4)真空法

用真空泵将夹层内的气体抽空，通过监测真空度来判断夹层的密闭性。

方法比选

传感器法主要将液体传感器放置在双层油罐的检测立管底部、防渗罐池的检测井底部和双层管道最低点的检测口即可，具有应用广泛、施工简便、易实施、易维护等特点，但必须保证液体不能通过检测口进入检测立管内，否则存在误报的可能。

液媒法主要针对双层油罐的渗漏监测，对于防渗罐池、双层管道系统的渗漏监测存在实施难度大的特点;液媒法充入液体必须做好防腐、防冻措施，否则会造成设施腐蚀破坏或因液体结冻而引起误报的可能。

充气法需要引压管、气瓶、充气控制机构和压力变送器等元件，系统复杂，投资比较大;一般要求半年充入气体一次，维护困难;还存在因为引压管渗漏造成的误报可能。

真空法与充气法具有同样的缺点，保持真空性的难度较大。

通过以上分析，汽车加油站在线渗漏监测系统建议选用传感器法。

2在线渗漏监测系统

基于液体传感器法的在线渗漏监测系统主要由液体传感器、信号电缆、渗漏检测报警仪3部分组成。

液体传感器

检测原理

液体传感器检测原理目前主要有振动频率法和介电常数法两种，这两种方式均能达到渗漏检测效果。

1)振动频率法

振动频率法的液体传感器类似于音叉原理，它是由晶体激励产生振动，当液位传感器被液体浸没时，振动频率会发生变化，这个频率变化是由电子线路检测出来的并输出开关量信号。频率变化属于传感器的物理属性，不论情况如何，物体不会停止振动，在不同介质中其振动频率也必然有所变化，不受结构、湍流、搅动、振动等情况的干扰，不受光线限制，耐撞击，能适应较复杂的现场环境，较之其它原理的液位传感器，抗干扰能力更强。

2)介电常数法

介电常数法的液体传感器利用高频电磁波的谐振状态来测量介电常数变化，当高频电磁波在不同介质中传播时，它的波长随介质的不同而不同，并引起谐振回道频率的变化，改变谐振回路和晶振电路之间的'谐振状态。晶振电路产生一个频率不变的高频电磁波，并进入谐振回路中。如果谐振回路的固有频率和高频电磁波的频率相差较大时，回路处于失谐状态，检波电路检波后的电压值比较低;若谐振回路的固有频率和高频电磁波的频率相等，则回路处于谐振状态，检波后的电压值比较高。谐振回路的固有频率和天线探头周围的介质特性有关。当天线探头处于纯水中时，通过调节回路的电参数，使得谐振回路的固有频率和晶振电路发出的电磁波频率相等，则电磁波在回路中引起谐振，检波后电压值比较高;反之，当天线探头至于无水油中时，谐振回路的固有频率和电磁波的频率相差比较大，则回路处于失谐状态，检波后的电压值比较低。因此，测量出检波后的电压值，即可确定介质种类。

技术参数

液体传感器主要技术参数需满足以下要求：

检测内容：传感器具有油水分辨功能，为分析内壁渗漏还是外壁渗漏提供依据。

检测精度：规范要求不应大于。

防爆等级：一般为本安型产品，不应低于II区T4组。

防护等级：根据工程的环境进行选取。

其他要求：传感器宜具有自检功能，减少人工测试工作量。

安装方式

液体传感器主要放置在双层油罐的检测立管底部、防渗罐池的检测井底部和双层管道最低点的检测口，在检测口应做好密封处理，防止液体通过检测口进入检测立管内，造成系统误报。

信号电缆

信号电缆主要根据液体传感器输出信号类型选择合适芯数的铜芯屏蔽电缆，一般为三线制或四线制;信号电缆敷设方式可采用直埋地或电缆桥架敷设至值班室渗漏检测报警仪。

渗漏检测报警仪

渗漏检测报警仪主要壁挂安装于值班室，接收现场液体传感器信号，当由渗漏情况发生时发出声光报警信号，提示站内人员对设施进行检查维护。渗漏检测报警仪还可以输出报警信号至站控系统，实现联锁保护控制。

渗漏检测报警仪与液体传感器宜采用同一厂家产品，避免出现信号不兼容的情况发生。

3结论及建议

在线渗漏监测系统是汽车加油站防渗漏措施的重要组成部分，可以进一步提高加油站运行安全可靠性。在汽车加油站工程设计时，建议使用液体传感器法的在线渗漏监测系统，该方法具有投资较低、实施简便、维护简单等优点，但在液体传感器安装时建议做好密封措施，防止外部液体通过检测口进入检测立管中，以免造成系统误报。

室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 亿元,同比增长,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.