隨著石化工業(yè)的發(fā)展，易燃，易爆和有毒氣體的類型和應(yīng)用已經(jīng)增加。這些氣體一旦在生產(chǎn)，運(yùn)輸和使用過程中泄漏，將引起中毒，火災(zāi)甚至爆炸事故，嚴(yán)重危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。由于氣體本身的擴(kuò)散性，發(fā)生泄漏后，氣體將在外部風(fēng)和內(nèi)部濃度梯度的作用下沿地面擴(kuò)散，在事故現(xiàn)場形成燃燒爆炸或中毒危險(xiǎn)區(qū)，并擴(kuò)大危險(xiǎn)區(qū)域。區(qū)域。例如，1995年7月，四川省成都市化工總廠液氯車間發(fā)生氯氣泄漏，造成3人死亡，6人現(xiàn)場受傷。僅用了一個(gè)小時(shí)，就可以在幾十平方公里的城市中聞到氣味，產(chǎn)生氯氣味。因此，此類事故具有突發(fā)性，迅速蔓延，救援困難，危害范圍廣的特點(diǎn)。一旦發(fā)生漏氣事故，必須盡快采取相應(yīng)措施，將事故損失降至最低水平。及時(shí)可靠地檢測空氣中某些氣體的含量，及時(shí)采取有效的補(bǔ)救措施，并采取正確的處置方法以減少泄漏造成的事故，是避免造成重大財(cái)產(chǎn)和人員傷亡的必要條件。這對氣體檢測和監(jiān)測設(shè)備提出了更高的要求。氣體傳感器作為重要的氣體檢測器，近年來得到了很大的發(fā)展。氣體傳感器的發(fā)展使其越來越廣泛地被使用。本文介紹了氣體傳感器的發(fā)展及其在氣體泄漏事故處理中的應(yīng)用前景。 1氣體傳感器自1930年代以來，國外一直在研究和開發(fā)氣體傳感器。過去，氣體傳感器主要用于瓦斯，液化石油氣，天然氣和礦井瓦斯的檢測和報(bào)警。目前，要檢測的氣體類型已從原始還原性氣體（H2，C4H10，CH4）擴(kuò)展到有毒氣體（CO，NO2，H2S，NO，NH3，PH3）等。氣體傳感器的類型很多。根據(jù)氣敏材料和氣敏特性的不同，可分為半導(dǎo)體型，固體電解質(zhì)型，電化學(xué)型，接觸燃燒型和聚合物型。 1.1半導(dǎo)體氣體傳感器該傳感器主要使用半導(dǎo)體氣體敏感材料。自從1962年推出半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器以來，由于其高靈敏度和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，它已被廣泛使用。目前，它已成為世界上最大，使用最廣泛的傳感器之一。根據(jù)氣敏性特征量的不同檢測方法，分為電阻型和非電阻型。電阻型半導(dǎo)體氣體傳感器通過檢測氣體感應(yīng)元件隨氣體含量的變化而工作。主要使用金屬氧化物陶瓷氣敏材料。近年來，隨著復(fù)合金屬氧化物，混合金屬氧化物等新材料的研究與開發(fā)，該氣體傳感器的特性和應(yīng)用范圍得到了很大的提高。例如：WO3氣體傳感器可檢測5ppm至50ppm的NH3濃度范圍，ZnO-CuO氣體傳感器對200ppm CO非常敏感。非電阻半導(dǎo)體氣體傳感器的工作原理是氣體傳感元件的電流或電壓隨氣體含量變化。主要有MOS二極管型和結(jié)型二極管型，以及場效應(yīng)管型氣體傳感器。檢測氣體主要是易燃?xì)怏w，例如氫氣和硅烷。 1.2固體電解質(zhì)氣體傳感器固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣體檢測材料作為氣體檢測元件。原理是氣敏材料在通過氣體時(shí)會產(chǎn)生離子，從而形成電動(dòng)勢，并測量電動(dòng)勢以測量氣體濃度。由于其高電導(dǎo)率，良好的靈敏度和選擇性，它已被廣泛使用，并且?guī)缀踹M(jìn)入了各個(gè)領(lǐng)域，例如石化，環(huán)保，采礦等領(lǐng)域，僅次于金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器。如測量H2S的YST-Au-WO3，測量NH3的NH + 4CaCO3等。 1.3接觸燃燒式氣體傳感器可分為兩種：直接接觸式燃燒和催化接觸式燃燒。其工作原理是：給氣敏材料通電時(shí)，易燃?xì)怏w在催化劑的作用下被氧化或燃燒，產(chǎn)生的熱量使電熱絲發(fā)熱，從而改變其電阻值，并測量電阻更改以測量氣體濃度。該傳感器只能測量易燃?xì)怏w，對不燃?xì)怏w不敏感。例如，通過在鉑絲上涂覆活性催化劑（例如Rh和Pd）制成的傳感器具有廣譜特性，也就是說，它們可以檢測各種可燃?xì)怏w。接觸式燃燒氣體傳感器在環(huán)境溫度下非常穩(wěn)定，并且可以在爆炸下限處檢測到大多數(shù)可燃?xì)怏w。它廣泛用于石化廠，造船廠，礦山隧道，浴室，廚房等。監(jiān)視和報(bào)警。 1.4聚合物氣體傳感器近年來，使用聚合物氣體敏感材料的氣體傳感器得到了顯著發(fā)展。當(dāng)聚合物氣體敏感材料遇到特定氣體時(shí)，其物理特性（例如電阻，介電常數(shù)，表面聲波的傳播速度和頻率以及材料重量）會發(fā)生變化。主要有酞菁聚合物，LB膜，苯基氰基乙炔，聚乙烯醇-磷酸，聚異丁烯，氨基十一烷基硅烷等。高分子氣體敏感材料因其易于操作，簡單的工藝，在室溫下的選擇性好，價(jià)格低廉以及易于與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波裝置集成而在檢測有毒氣體和食品新鮮度方面起著重要作用。 。根據(jù)所用材料的氣敏特性，可以將這種傳感器分為：聚合物電阻氣體傳感器，通過測量氣敏材料的電阻來測量氣體濃度，并通過測量電動(dòng)勢來確定。在氣敏材料吸收氣體時(shí)形成的濃度差電池上。濃度差電池型氣體傳感器用于氣體濃度，基于聲表面上聲波的速度或頻率的原理制成的表面聲波氣體傳感器高分子氣體敏感材料吸收氣體后，以及高分子氣體敏感材料吸收氣體后，材料會發(fā)生變化。石英振子式氣體傳感器通過改變重量制成。聚合物氣體傳感器對特定氣體分子具有高靈敏度，良好的選擇性和簡單的結(jié)構(gòu)。它可以在室溫下使用，可以彌補(bǔ)其他氣體傳感器的缺點(diǎn)。 2.氣體傳感器的發(fā)展方向目前，國內(nèi)外對新型氣體敏感材料和氣體傳感器的研究非常活躍。主要的研究方向主要集中在以下幾點(diǎn)：首先，開發(fā)新型的氣敏材料。主要措施是在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體氣體敏感材料SnO，SnO2，F(xiàn)e2O3中摻雜一些元素。該領(lǐng)域有許多研究報(bào)告，隨后是復(fù)合和混合半導(dǎo)體氣敏材料和聚合物氣敏材料的研究與開發(fā)。 ，使這些材料對不同氣體具有高靈敏度，高選擇性和高穩(wěn)定性。另外，新型氣體傳感器的開發(fā)，新材料，新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，對氣體傳感器機(jī)理的進(jìn)一步研究，使傳感器更加小型化和多功能化，具有性能穩(wěn)定，易于使用的特點(diǎn)。 ，而且價(jià)格低廉。同時(shí)，進(jìn)一步采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)氣體傳感器的智能化。結(jié)合氣體傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)，出現(xiàn)了智能氣體傳感器mdash，mdash和電子鼻。電子鼻已在國內(nèi)外成功開發(fā)用于食品，香料等的識別和檢測。新型仿生氣體傳感器-仿生電子鼻的開發(fā)是未來氣體傳感器發(fā)展的主要方向。 3.氣體傳感器在氣體泄漏事故處理中的應(yīng)用3.1用于可燃?xì)怏w監(jiān)測和報(bào)警目前，氣體敏感材料的發(fā)展使得氣體傳感器具有高靈敏度，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。尺寸小巧，價(jià)格低廉，并提高了傳感器的性能。選擇性和靈敏度。現(xiàn)有的氣體警報(bào)器大多使用氧化錫和貴金屬催化劑對氣體敏感的元素，但是選擇性差，并且警報(bào)的準(zhǔn)確性受催化劑中毒的影響。半導(dǎo)體氣體敏感材料對氣體的敏感性與溫度有關(guān)。常溫下靈敏度低。隨著溫度升高，靈敏度增加，并在特定溫度下達(dá)到峰值。由于這些對氣體敏感的材料需要在更高的溫度（通常高于100°C）下達(dá)到最高的靈敏度，因此，這不僅會消耗更多的加熱功率，還會引發(fā)火災(zāi)。氣體傳感器的發(fā)展解決了這個(gè)問題。例如，由氧化鐵類氣敏性陶瓷制成的氣體傳感器可以是不添加貴金屬催化劑而具有高靈敏度，良好的穩(wěn)定性和選擇性的氣體傳感器。降低半導(dǎo)體氣體敏感材料的工作溫度，大大提高其在室溫下的敏感度，使其可以在室溫下工作。目前，除了常用的單金屬氧化物陶瓷外，還開發(fā)了一些復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏陶瓷和混合金屬氧化物氣敏陶瓷。在生產(chǎn)，儲存，運(yùn)輸和使用易燃，易爆，有毒和有害氣體等場所安裝氣體傳感器，并及時(shí)檢測氣體含量，及早發(fā)現(xiàn)泄漏事故。氣體傳感器與保護(hù)系統(tǒng)相連，使保護(hù)系統(tǒng)在氣體達(dá)到爆炸極限之前起作用，并將事故損失控制在最低限度。同時(shí)，氣體傳感器的小型化和降價(jià)使其可以進(jìn)入家庭。 3.2在瓦斯探測和事故處理中的應(yīng)用3.2.1瓦斯類型和特征的檢測發(fā)生瓦斯泄漏事故后，將在采樣和檢測周圍進(jìn)行事故處理，確定警報(bào)區(qū)域，組織疏散危險(xiǎn)區(qū)域的人員，營救中毒人員，堵漏，去污等方面。處置的第一個(gè)方面應(yīng)該是最大程度地減少泄漏造成的人員傷害，這需要了解泄漏氣體的毒性。氣體的毒性是指泄漏，該泄漏使該物質(zhì)干擾了人體的正常反應(yīng)，從而降低了人制定對策的能力，并減少了事故中的傷害。美國消防協(xié)會將物質(zhì)的毒性分為以下幾類：NH = 0除了火災(zāi)中的一般可燃危害外，短期暴露中沒有其他有害物質(zhì)。 NH = 1短期接觸會引起刺激和輕微傷害的物質(zhì)。 NH = 2高濃度或短期暴露會導(dǎo)致暫時(shí)的殘疾或殘余傷害。 NH = 3短期暴露可能會造成嚴(yán)重的暫時(shí)或殘余傷害。 NH = 4短期暴露也可能導(dǎo)致死亡或嚴(yán)重傷害。 [ZK] gt，注：以上毒性系數(shù)N / -H值僅用于指示人為傷害的程度，不能用于工業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境評估。由于有毒氣體會通過人體呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體并造成傷害，因此在處理有毒氣體泄漏事故時(shí)必須迅速完成安全保護(hù)。這就要求事故處理人員在到達(dá)事故現(xiàn)場后最短的時(shí)間內(nèi)就能了解氣體類型和毒性的特征。將氣體傳感器陣列與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成一個(gè)智能的氣體檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以快速而準(zhǔn)確地識別出氣體的類型，從而測量氣體的毒性。智能氣體傳感系統(tǒng)由氣體傳感陣列，信號處理系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)組成。使用具有不同敏感特性的多個(gè)氣體敏感元件形成陣列，并使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別技術(shù)進(jìn)行混合氣體的氣體識別和濃度監(jiān)測。同時(shí)，將普通有毒，有害和易燃?xì)怏w的類型，性質(zhì)和毒性輸入計(jì)算機(jī)，并根據(jù)氣體的性質(zhì)將事故處置計(jì)劃編入計(jì)算機(jī)。當(dāng)發(fā)生泄漏事故目前，智能氣體檢測系統(tǒng)將按照以下程序工作：進(jìn)入現(xiàn)場rarr，吸附氣體樣品rarr，氣體傳感器生成信號rarr，計(jì)算機(jī)識別信號rarr，計(jì)算機(jī)輸出的氣體類型，性質(zhì)，毒性和處置計(jì)劃傳感器的靈敏度很高，可以在氣體濃度很低時(shí)執(zhí)行檢測，而不必深入事故現(xiàn)場，以免因不了解情況而造成不必要的傷害。使用計(jì)算機(jī)處理，可以快速完成上述過程。這樣，您可以快速而準(zhǔn)確地采取有效的防護(hù)措施，實(shí)施正確的處置計(jì)劃，并將事故損失降到最低。另外，由于該系統(tǒng)存儲了常見氣體的性質(zhì)和處置計(jì)劃，因此，如果您知道泄漏中的氣體類型，則可以在該系統(tǒng)中直接查詢該氣體的性質(zhì)和處置計(jì)劃。