可燃气体甲烷传感器 焦化厂甲烷气体监测：甲烷传感器如何选择？
焦化厂甲烷气体监测：甲烷传感器如何选择？
在焦化厂的日常运营中，煤的高温干馏和石油的渣油焦炭化是两大关键工艺。这些过程中，不仅产生了众多我们日常生活所需的化学产品，如糖精、焦油、沥青等，还伴随着大量焦炉煤气的生成。然而，这些煤气中含有的高浓度甲烷等可燃气体，一旦泄漏，将给工作人员的生命安全和工厂财产安全带来巨大威胁。
一、焦化厂中的甲烷风险
焦化厂是煤转化为化学产品的核心场所，其主要原料煤经过高温干燥后提取煤气，再经过一系列化学工艺，可以提炼出糖精、焦油、沥青等，以及众多制药所需的化学原料。然而，焦化过程中会产生大量焦炉煤气，这种煤气因其高可燃成分而具有高热值。一旦煤气泄漏，其影响不容小觑。人员若吸入过量煤气，可能导致呼吸系统衰竭，甚至窒息死亡，造成严重的人身伤害和财产损失。更为严重的是，当煤气浓度达到一定水平，遇明火极易引发火灾或爆炸。焦炉煤气的着火温度通常在500-600℃，而其爆炸极限约为5%-36%。因此，在焦化厂这类易发生煤气泄漏的环境中，使用专业的煤气泄漏检测工具至关重要，以确保人身和财产的安全。
二、甲烷传感器的重要性
甲烷是焦炉煤气中的主要可燃成分，因此，对甲烷气体进行实时监测是确保焦化厂安全的关键。甲烷传感器是一种检测甲烷气体浓度的设备，它能将甲烷气体浓度转换为电信号，实现对甲烷气体泄漏的实时监测。甲烷传感器的工作原理主要有：催化燃烧、红外吸收等。其中，催化燃烧和红外甲烷传感器应用较为广泛。
具体来说，甲烷传感器的重要性体现在以下几个方面：
实时监测 ：甲烷传感器能够实时监测空气中的甲烷浓度，确保工作人员能够及时了解当前环境的安全状况。及时预警 ：当甲烷浓度超过预设的安全阈值时，甲烷传感器会立即发出警报，提醒工作人员采取措施，避免事故的发生。保障安全 ：通过甲烷传感器的实时监测和预警功能，能够大大降低焦化厂发生火灾或爆炸事故的风险，保障工作人员的生命安全和工厂的财产安全。三、如何选择合适的甲烷传感器
在选择甲烷传感器时，我们需要考虑以下几个因素：
灵敏度 ：传感器的灵敏度越高，越能够及时发现微小的甲烷泄漏。响应时间 ：传感器对甲烷浓度变化的响应时间越短，越能够及时发出预警。稳定性 ：传感器需要能够在恶劣的工业环境中长期稳定工作。维护成本 ：传感器的维护成本也是我们需要考虑的一个因素，包括校准、更换零件等费用。工采网推荐以下进口催化燃烧式甲烷传感器和红外（NDIR）甲烷传感器：
催化燃烧式甲烷传感器 ：
日本Figaro 催化燃烧式甲烷传感器 TGS6814 ， TGS6814是催化燃烧式的气体传感器,是TGS6812的升级版本。可以检测100%LEL水平爆炸下限的甲烷气体，亦可以检测H2，此传感器不但具有优异的耐久性与快速响应能力，与此同时,线性输出与输出的高度稳定性也是其主要特征。TGS6814的盖帽内有特殊设计的过滤层，使其对有机蒸汽的交叉灵敏度很低。此外，此传感器对硅化合物的耐受性更佳，更适应恶劣环境。
英国alphasense 催化燃烧式甲烷传感器 (CH4传感器) - CH-A3， CH-A3是利用催化燃烧的热效应原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，当遇到可燃性气体时，可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生燃烧，载体温度就升高，通过它内部的铂丝电阻也相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。
红外（NDIR）甲烷传感器：
英国Clairair 红外气体传感器 - S509-CH4， S509 红外气体传感器是依据比尔-郎伯定律和红外光谱理论研制成的,可以精确探测甲烷,二氧化碳,碳氢化合物等。 可以工作在高湿环境中， 使用寿命长，具有标准接口输出，外围使用电路简单。
Dynament 碳氢化合物传感器 - MSH-PS/HC： Dynament 碳氢化合物传感器MSH-PS/HC 可测量0-100%范围内的甲烷气体和0-2%范围内的丙烷气体。传感器采用非分散红外技术，可以对烃类气体（包括甲烷和丙烷）作出响应。
英国Alphasense 红外甲烷传感器 - IRM-AT，IRM-AT是 小尺寸红外CH4气体传感器，采用非色散性红外（NDIR）技术来检测气体的，根据不同的气体在不同的浓度下对红外光谱的吸收率不同来检测目标气体的存在和浓度 不易受现场恶劣环境的影响。采用了双通道采样技术，可以自我抑制零点漂移。具有标定周期长、抗干扰能力强、高精度、高可靠性和使用寿命长等特点。
英国Clairair 高分辨率红外甲烷传感器（NDIR CH4传感器） Prime1 ，Prime1 传感器利用 NDIR 技术检测气体浓度。传感器内部有一个红外光源，一个双元件红外探测器，一个独特的光波导让气体扩散进去， ARM7 内核微处理器，电路提供的输出电压与电源极性无关。传感器可以设置为线性电压输出，全量程 0.4V-2.0V 参考供电电源负极，或者设置为催化燃烧格式输出，通常零点时是中间电压，相对于检测管脚在满量程点的电压是 100mV。此外，通过串口连接可以读取输出值和访问内部配置。通信连接点在 3 系的 Prime1 上是焊盘，在 5 系的 Prime1 上是管脚。内部的集成电路可以实现的功能如驱动光器件，提取检测信号，把信号强度转化为浓度，进行温度补偿和量化输出值等。在催化燃烧配置时，Prime1 可以在满足电源供电要求的条件下，不改变电路并完全替代催化燃烧传感器。当 Prime 1 用于恒流催化燃烧电路时，外围元件则需要满足电源的要求。Prime1 目前没有过防爆认证，所以如果用于危险区域，必须加防爆密封外壳。0.01%的高分辨率，量程为 0-10%Vol；0.1%分辨率，量程为 10-100%Vol。
英国GSS NDIR CH4传感器FlameIR-ME1 FlameIR®-ME1是一款超低功率的 NDIR CH4传感器，采用先进的固态LED光学技术FlameIR®-ME1校正浓度高达0-5%甲烷 (100% LEL)FlameIR®-ME1平均消耗 ~3.6mW （在缩短采样周期时更低），使其与电源供电或可穿戴应用兼容The FlameIR®-ME1 在传感器满量程内的读数精度通常高于 0.01% + 3%The FlameIR®-ME1 内置零点跟踪功能，可在产品使用寿命内保持 CH4测量精度FlameIR®-ME1将通过本质安全认证，符合 ATEX II GD Ex ia IIC T4 Gb。
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推荐三款适用于可燃气体检测仪内的传感器
龙年开年以来，国内已有多处发生燃气爆炸事故，造成巨大的财产损失和人身安全伤害，因此，对可燃性气体进行及时、准确的检测和监测显得尤为重要。通过检测可燃性气体的浓度，可以及时采取措施，防止事故的发生，保障生产和生活的安全。
可燃气体是指能够引燃且在常温常压下呈气体状态的物质。例如氢气、甲烷、一氧化碳、硫化氢等。为了保障工作场所和生活环境的安全，各国家和地区都制定了相应的可燃气体检测标准。在工业安全管理中，根据GBT 50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测规范设计标准》，可燃气体的测量范围应该为0-100%LEL（爆炸下限）。每种可燃气体都有其特定的爆炸限值，因此没有一个具体的浓度数值来表示可燃气体的检测浓度。根据相关规范，可燃气体检测仪一级报警设定值应小于或等于25%LEL，二级报警设定值应小于或等于50%LEL。这样设置报警值可以确保在可燃气体浓度达到安全范围之前及时向工作人员发出警示信号。
需要注意的是，可燃气体检测仪的检测浓度还与其内部使用的传感器有关。常见的传感器类型包括催化燃烧传感器、电化学传感器、PID传感器和红外传感器等。奥松电子研发了多款可燃气体传感器，包括AGS3870 甲烷传感器、AGS3871 一氧化碳传感器、AGS2616 氢气传感器等，这些都是属于半导体式传感器，基于MEMS原理，内置高性能半导体硅基电阻式传感芯片，应用专用数字模块采集技术和气体感应传感技术，使产品具有高可靠性与长期稳定性，并兼具功耗低、灵敏度高、成本低、驱动电路简单等特点。
AGS3870甲烷传感器的测量范围为1%~25%LEL，一氧化碳和氢气传感器的检测范围在50~1000ppm，都属于一级报警设定值范围内，甲烷传感器的典型精度达±（1%LEL+40%RD）；一氧化碳和氢气传感器的精度为±（50ppm+40%RD），使用寿命均为10年以上，尺寸小巧，功耗低，十分适合安装于甲烷、一氧化碳、氢气气体的泄漏检测仪内。
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