燃氣泄露報警器管理與應用

摘 "要：可燃氣體報警器廣泛應用于石油、化工、燃氣等存在可燃氣體的行業，由可燃氣體報警控制器與探測器組成，用于檢測室內危險場所的可燃氣體泄露情況，是保證人身安全和安全生產不可或缺的儀器。本文首先分析了煤氣報警器的工作原理以及設計原則，然后著重分析了煤氣報警器的控制設計以及工作方式。

關鍵詞：天然氣;報警器;

中圖分類號：TU996 " " "文章編號：1674-3520（2014）-11-00-01

為了做好安全生產，避免事故發生，石油、化工等行業氣體檢測與報警器的設置、使用已較為普遍，因此，正確地使用與維護可燃氣體報警器，保證其可靠運行就成為十分重要的課題。它能有效地避免因燃氣泄漏而引起的爆炸、火災、中毒等惡性事故，已經在世界上大部分國家或地區廣泛應用。

一、工作原理

目前，國內外生產的用于制造報警器的氣體傳感器（或氣敏元件）主要有催化燃燒型、半導體型、紅外射線型等幾種類型。測量基本原理是由氣敏元件加化學催化劑制成小球狀微孔體，由兩個球狀微孔組成惠斯登電橋4個臂中的檢測元件M及補償元件C，由兩個精密電阻組成電橋外加的兩個臂。其中補償元件c由金屬罩密封，對可燃氣體不敏感。檢測元件M由帶孔的金屬罩保護，對可燃氣體敏感。

當可燃氣體濃度低于爆炸下限時（可燃氣體不足）或高于爆炸上限（氧氣不足）時都不會發生爆炸。不同的可燃氣體的爆炸下限和爆炸上限各不相同。根據相關規范，現有燃氣報警系統的設計中均設定可燃氣體的體積分數在爆炸下限的25%（或以下）和50%時發出警報。這里，爆炸下限的25%時報警稱作低限報警，而爆炸下限的50%時報警稱作高限報警。需要說明的是，爆炸下限檢測儀上顯示的100%不是可燃氣體的體積分數達到了100%，而是可燃氣體的體積分數達到了爆炸下限的100%，即可燃氣體達到了爆炸下限。

二、設計原則

目前，隨著可燃氣體的泄露事故發生層出不窮，各種報警器也成了眾多公司生產的明星產品，一氧化碳報警器、天然氣報警器等各種產品層出不窮，但萬變不離其宗，他們大多是利用了某些對可燃氣體敏感的半導體，在室內可燃氣體濃度超標時，實現報警的功能。而事實上，這樣的功能在實際應用中還遠遠不夠。

首先，在對可燃氣的報警時，市面上的報警器只能在有害氣體濃度過高時提醒人們打開窗戶通氣或是緊急切斷電源而不能在根本上消除有害氣體，此時往往家中的室內氣體質量已受到嚴重損害，并對人們的身體產生了一定的危害，因此它們只能從某種程度上減少損傷，而無法起到在根本上防止此類事情發生的作用。

其次，市面上的報警裝置通常不能時刻提供室內氣體含量狀況的有效數據，只有報警而無檢測功能。因此，應急需對現有的燃氣報警器進行改進，以完善其功能。

要解決上述可燃氣報警器的不完善點，主要有兩方面;第一，需設計連接一個附加裝置，使其可以抽換空氣中的氣體，以達到徹底清除空氣中天然氣的作用，從根本上減輕室內空氣污染。第二，需設計一個顯示裝置，用以顯示日常生活中室內的天然氣濃度，以時刻提醒人們關注室內天然氣濃度，以便做好通風的措施。

三、控制原理

改進后的可燃氣泄漏報警器主要由氣敏檢測模塊、A/D轉換模塊、控制模塊、聲光報警模塊、LED顯示模塊和開放式空氣負離子發生器模塊組成，其中各組成模塊的具體介紹如下：

I）氣敏檢測模塊。氣敏檢測模塊主要由傳感器、放大罌等元件組成。傳感器主要用于感應室內可燃氣體濃度，并將該濃度轉化為電信號。放大器主要用于配合傳感器的功能，將來自于傳感器的電信號進行放大后傳輸到后續單元中。

2）A/P轉換模塊。^/D轉換模塊主要由^/D數據轉換器構成。用于將來自于傳感器的模擬量轉化為數字量，以有效地傳輸到控制單元中.

3）控制模塊。控制模塊主要由單片機構成。主要用于對來自于A/D轉換模塊的數字信號進行處理，以控制聲光報警模塊、LED顯示模塊與開放式空氣負離子發生器模塊。

4）聲光報警模塊。聲光報警模塊主要由發光二極管、蜂鳴器等元件組成。主要用于在可燃氣體濃度過高時進行聲光報警等動作。

5）LED顯示模塊。LED顯示模塊主要由LED顯示屏構成。用于顯示日常可燃氣體濃度。

6）開放式空氣負離子發生器模塊。開放式負離子發生器模塊主要由Lc振蕩器、二極管、升壓變壓器、負離子發生器組成。主要用于電離出空氣中負離子與臭氧，以中和空氣中co。

四、工作方式

可燃氣報警器有獨立型、聯網型、混合聯網型3種工作方式。獨立型報警器獨立安裝，外接220 V或者12 V、24 V電壓，報警器獨立工作。檢測空氣中可燃氣體濃度，當達到設定的濃度時，通過報警器上的聲光報警裝置發出報警信號，以達到預防燃氣泄漏、保證人身財產安全的目的。

在聯網型工作方式中，燃氣管道上的緊急切斷電磁閥可與燃氣泄漏報警系統連鎖或與消防及其他智能報警控制終端模塊等連鎖，實現現場或遠程的連動控制。聯網型家用燃氣報警器的主要功能是：燃氣發生泄漏后，當超過燃氣報警濃度時系統便自動切斷該用戶的燃氣供應，并發出聲光報警信號，連動控制排風扇。

在混合聯網型工作方式中，報警器在報警的同時自動切斷電磁閥，并通過小區門禁系統或者其他消防報警系統將信號送到小區監控中心。甚至可以通過小區短信平臺將用戶家里燃氣泄漏報警信息發送到用戶的手機上。

參考文獻：

[1]余黎煌.家用煤氣管道氣體泄漏報警器的設計探討[J].科技創新與應用，2013，（34）：47-48.

[2]豐保民，王哈力，單薏等.煤氣報警檢測系統中主從式多機通訊的實現研究[J].電工技術，2002，（10）：38-38.DOI：10.3969/j.issn.1002-1388.2002.10.023.

[3]翟曉華.基于AT89C52的家庭煤氣報警器設計[J].科技創新與應用，2013，（12）：9.