传感器在消防和煤气系统中的应用

　　炼油厂和石化厂的人员花费大量精力来设计安全系统，以防止有毒，易燃和易爆产品引起的潜在危害。这是可以理解和令人放心的，因为该过程通常涉及在接近和超过自燃温度的情况下加热碳氢化合物。任何密闭性损失都可能导致人员伤亡，植物损坏和环境影响。

　　通常在这样的工厂工作的人可能会认为，一旦加工完成并且产品准备好发货，它们就会变得更加良性，并且许多危险已经过去。这是一个有问题的想法，因为成品仍然很危险，并且在生产链末端的安全系统与中间的安全系统同样重要。

　　油罐场将易燃产品存储为常规液体（例如汽油或柴油）和加压液化气体（例如丙烷）。这些产品最终必须通过管道转移到最终用户，再转移到附近的另一家工厂，或转移到油罐车或铁路车上。

　　顾名思义，消防和燃气系统涉及两件事：气体释放，包括液体中的可燃蒸气；如果点燃这些气体，可能会引起火灾。这些事件通常在所有其他安全系统出现故障后或在其他不受保护的区域内发生。

　　工厂的分布式控制系统旨在使生产单元保持稳定，从而完全避免发生危险事件。如果由于过程异常或设备故障而造成潜在的危险情况，则安全仪表系统（SIS）旨在关闭设备并使设备或储罐填充操作进入安全状态，而不会发生任何溢出或其他密封性损失。

　　如果情况超出了SIS的处理范围，则可能会释放出易燃液体或气体。气体系统可能还包含有毒气体，例如硫化氢，但是对于最终产品，这些气体很可能已经被去除。可燃性是更紧迫的问题。溢出到地面上的汽油变成蒸气，逸出的丙烷为气态。气体检测仪会在寻找点火源并报告结果之前，希望能找到这些和其他有害气体。如果确实发生火灾，则火焰探测器会尽快响应，以便可以触发警报，从而使灭火系统能够适当地工作。

　　四种主要的检测器类型

　　消防和煤气系统取决于四种基本类型的探测器，每种探测器均设计用于执行特定类型的任务。它们在一起可以互相补充，以提供彻底的重叠检测范围。

　　超声波气体泄漏检测器可听见加压气体泄漏在高于可听范围的频率下发出的特征声音（图1）。这些仪器使用多个定向检测器，可以非常快速地响应这些特定的声音，并查明声源。响应可以立即发生，因为无需等待直到有足够的气体逸出达到阈值浓度。这些通常部署在处理压缩气体并将其存储在加压罐中的区域。

　　图1.诸如此类的超声波气体泄漏检测器可以捕获压缩气体泄漏的声音，并使用其方向传感器帮助查明信号源

　　定点可燃气体探测器使用两种传感器技术之一。在多种气体（基于烃和非基于烃的气体）存在下，催化剂珠传感器可促进内部化学反应（图2）。红外传感器响应可燃气体吸收的特定光波长。两种技术都依赖于飘散到单个传感器的气体云，其浓度足以被检测到。定点探测器通常部署在设备集中的地方，因此有多个潜在的释放点。由于周围的空气流动会影响云的漂移位置，因此通常在目标区域周围分布多个单元。

　　图2.这种类型的定点可燃气体探测器可以检测最低爆炸水平百分比的多种可燃气体

　　开放路径可燃气体检测器将光束从发射器发送到接收器（图3），以检测穿过该束的可燃气体。它们比定点检测器至少在一个方向覆盖更大的区域，因此像围栏一样围绕设备和罐组的周边部署。它们还受到周围空气流动问题的影响，因此大多数设施都部署了多个单元。

　　图3.一个开放路径的可燃气体检测器即使扩散到相对较低的浓度，也可以检测到穿过其束流的气体云

　　火焰探测器是下一个保护级别，因为它们可以探测到正在进行的火灾（图4）。火焰探测器旨在检测基于氢和碳的燃烧产生的非常特定波长的光。它们像监视摄像机一样部署，通常位于关键设备上方，俯视时可以在特定的覆盖区域获得最小的视野。

　　图4.火焰探测器寻找基于氢和碳的燃烧所发出的特定波长的辐射

　　为了提供全面的覆盖范围，大多数站点都使用所有四种类型的检测器，因为它们的优缺点重叠。