传感器技术在环境检测中的应用研究进展

随着社会的不断进步和科技发展,社会技术也在进行着一次又一次的变革,传感器技术也是如此。本文主要对传感器技术在环境检测中的应用研究中进行了简单的阐述。谈起传感器技术首先要对传感器进行简单的介绍,在环境检测方面传感器主要是采用了两种,即气体传感器和液体传感器,气体传感器主要针对氮氧化合物以及含硫氧化物进行检测;液体传感器则是针对于重金属离子、多环芳香烃类、农药以及生物来源类的检测。文章通过对气体传感器以及液体传感器的介绍,来反映传感器技术在环境检测中的应用研究进展。     

气体无线监测系统在现场安全监护中的应用

为了最大限度地避免石化现场作业人员气体中毒事故发生,设计了一种便携式气体无线监测系统,该系统结合多传感器融合、精确定位和无线传输技术,可实现石化现场有毒有害气体浓度监测、人员安全状态监测、事故应急预警等多种功能。应用结果表明:气体无线监测系统组网灵活、携带操作方便、无线传输数据完整、定位精确,有利于提升企业安全生产管理水平。     

浅析石化企业常用气体报警器的特性及使用中的注意事项

介绍了气体检测报警器中催化燃烧式、红外式、电化学式、光电离式传感器的工作原理,提出了不同气体检测报警器使用中的注意事项。     

远程无源光纤传感技术在油库甲烷气体监测中的应用

目前,石油化工行业中可燃气体检测装置多采用催化燃烧式或电化学式传感器,这类传感器最大的缺点就是自身带电,在易燃易爆等特殊环境中应用时存在安全隐患,而且这类传感器寿命短、精度低、稳定性差、调校困难,经常存在误测误报现象.本文探讨的甲烷多通道远程无源光纤传感技术具有很高的测量灵敏度及快速的响应能力;对温度、湿度、电磁等干扰的抵抗力强;无源本质安全的气体传感探头,以及易于形成网络等优点.在油库气体监测中取得了良好的应用效果.     

基于LMP91000的便携式可燃和有毒双气体检测仪研制

针对石化行业有毒有害气体的检测需求日益增多,以及气体浓度检测稳定性差的问题,基于LMP91000设计了气体检测调理电路,替代传统的多级A/D放大方式,完成了可燃和有毒双气体检测仪的研制。首先,分析行业有毒有害气体传感器特点,以及工业应用时存在的问题;之后,利用一种高集成度的完整信号调理方式,完成气体传感调理电路优化;最后,以电化学和催化燃烧原理的气体传感检测为组合,设计了石化常用的硫化氢和可燃气双气体检测仪。实验表明:该检测仪检测气体浓度性能稳定、功耗低、携带方便。     

智能化有害有毒气体污染源监测仪的研究

为了快速寻找有害有毒气体污染源,利用8个红外激光气体传感器,分别安装步进电机驱动旋转的圆盘圆周上在不同的方向上对污染气体进行数据采集。同时与二维热差式风速风向传感器采集到的风速风向数据,一并送入MSC1210单片机进行数据处理和运用智能人工神经网络进行模式训练与模式识别,从而识别出污染源的位置、浓度和种类。通过GPS全球卫星定位系统和GPRS无线传输网络,把监测到的信息发送给相关部门早做处理,并报警,避免污染进一步扩散。实验表明,该智能化追索气体污染源监测仪具有良好的可靠性、安全性和实用性。     

Fe2O3纳米棒的制备及其H2S气敏性能研究

为快速检测H2S泄漏,以一步水热法制备的Fe2O3纳米棒为基础,制备了H2S气体传感器。研究表明,该传感器在300℃工作温度下对10μmol/mol的H2S的灵敏度为2左右,响应时间为12s左右,恢复时间约4s。而且该传感器具有优异的稳定性和选择性,对CH4、CO等多种气体响应较差,适合用于长时间快速检测H2S气体的泄漏。     

我国典型露地蔬菜生产中的温室气体排放

基于国家农业统计数据,以露地番茄、黄瓜、大白菜和萝卜为研究对象,应用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,定量化我国4种典型露地蔬菜生产中的净温室气体排放(net greenhouse gas emission,NGHGE),并比较蔬菜种类间、省域间净温室气体排放差异和分析减排措施.结果表明:我国典型露地蔬菜生产系统温室气体排放量远高于其带来的碳固定量,是净温室气体排放系统,生产单位面积露地番茄、黄瓜、大白菜和萝卜净温室气体排放(以CO_2-eq计)分别为4 149、 3 718、 3 780和2 427 kg·hm~(-2),不同种类露地蔬菜净温室气体排放差异大;我国典型露地蔬菜净温室气体排放空间差异大,其中,海南、云南、陕西和山东等省份番茄、黄瓜、大白菜和萝卜净温室气体排放高;肥料生产运输和施用是露地蔬菜温室气体排放的主要贡献因子,贡献率为86.8%～90.8%,因此改善肥料生产工艺降低肥料生产运输过程中的温室气体排放和根据露地蔬菜种类及种植地区优化肥料施用量是实现我国露地蔬菜可持续发展的重要措施.     

基于传感器阵列的可燃混合气体RBF网络分析

为克服传感器阵列在混合气体检测中的交叉敏感现象,采用具有最佳逼近和全局最优性能的RBF神经网络对传感器阵列的输出信号进行分析。建立了多种可燃气体分析的数学模型,并对CO,H2和CH4的混合气体样本进行了实验。结果表明,传感器阵列和RBF神经网络处理单元构成的气体分析系统可以较好地实现对可燃混合气体的分析,误差不大于2%。     

国外安全卫生信息

△声波泄漏检测Innova Air Tech Instrument公司新的发明将静态气体检测技术领域的两个重要方面结合到一起 ,这两个方面是 :·惊人的维修成本降低 ;·安全性增加。这种声波气体泄漏检测器 MM0 1 0 0通过检测高压气体泄漏时发射的性质不同的高频气溶胶超声波来发现气体泄漏。该装置以先进的不锈钢麦克风技术为基础 ,而不是用光或催化传感器 ,因此不需日常维护。该技术确保气体泄漏的信号在瞬间以声速拾取。现场试验显示 ,气体压力为 5 5巴、加压气体管道法兰的泄漏口为 3mm时形成的气体云团长 4米 ,宽 2米。在云团中心检测结果为 1 0 0 %…     

一种可同时检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃的电子鼻的研制

开发了一种可用于快速检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃气体的电子鼻系统.该电子鼻系统的核心检测部件为3个金属氧化锡传感器及一个光离子化传感器(PID)所构成的传感器阵列.基于对9类单一成分标准气体和5类混合标准气体的测试分析建立了气体类型识别模型,然后通过加标实验与气相色谱法比较验证了电子鼻系统检测的有效性.结果表明:①电子鼻中各传感器对氯代烯烃和氯代烷烃的响应有差异.PID对氯代烷烃无响应,对氯代烯烃有线性响应(R2>0.997).传感器TGS2602对四氯化碳(CT)、三氯甲烷(TCM)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)较为灵敏,对前两者的定量性较好,但对1,2-DCA的线性响应很差.传感器TGS2600和TGS2620对二氯甲烷(DCM)和1,2-DCA较为灵敏,且线性响应程度好(R2>0.995).②建立了基于传感器阵列信号的气体类型简单识别模型:选用PID计算氯代烯烃浓度,TGS2602计算CT和TCM浓度,TGS2600或TGS2620计算DCM和1,2-DCA浓度.③TGS2602对标准混合气体的响应强度小于单物质响应强度之和,其它传感器对标准混合气体的响应强度接近于单物质响应强度之和.④电子鼻对污染水样中DCM和四氯乙烯(PCE)混合气体的检测结果与气相色谱分析值呈线性相关,相关系数R2>0.96.     

光学气体成像技术在泄漏检测与维修中的应用研究

通过介绍光学气体成像技术的原理、泄漏检测与维修关键技术、甲烷气体泄漏检测与识别实验情况,讨论了该技术在石化生产过程中的应用发展趋势。     

基于NDIR传感器的机动车尾气检测中加权定标方法探索

对机动车尾气有害气体的排放的检测,在严格把关控制的同时,能够利用有效防控措施,减少机动车因大量排放有害尾气,是保障我国环境减少被机动车尾气污染的前提。由于机动车车型的不同,其尾气排放中所包含的污染组成复杂,性质各异的特点,故此所包含的有害污染物都有其特定的检测和校验方法。而我国目前主要检测尾气污染物的检测仪器,是利用非分散红外气体传感器,用于检测尾气中一氧化碳和二氧化碳的浓度。而使用NDIR传感器,对机动车尾气进行检测的研究工作,一直是机动车尾气检测中的一项新型开发研究热点。     

铜藻基活性炭全生命周期温室气体排放分析

运用生命周期评价(LCA)的方法,以原料生长、原料运输、活性炭制备和活性炭吸附CO_2 4个阶段为系统边界,对2种不同方法制备的铜藻基活性炭系统进行分析,计算其全生命周期温室气体(GHG)排放量。结果表明:每生产1 kg活性炭,ZnCl_2活化法活性炭(ZAC)和水热炭化-KOH活化法活性炭(HKAC)全生命周期温室气体净排放量(以CO_2-eq计)分别为5.926 kg和7.734 kg;活性炭制备阶段电力消耗带来的间接温室气体排放是最大的排放源;提高活性炭得率和活性炭中碳元素含量有利于减少制备阶段的直接温室气体排放。最后,依据计算和分析结果给出相应建议,以期对活性炭生产与应用过程的碳减排研究提供参考。     

一种新的环境监测手段——生物电化学传感器的原理及应用

近年来,随着膜技术的进步,生物传感器的研究和应用得到很大的发展。其中应用得最为广泛的生物传感器就是生物电化学传感器。和其他类型的生物传感器一样,生物电化学传感器也是以生物膜本身所具有的精巧技能作为识别手段的。根据生物膜组成的不同,从分子集合体水平(如固相酶膜)、细胞内生物小器官水平(如固相细胞器膜)、细胞(如固相微生物膜)水平到生物组织(如生物组织切片膜)水平组成不同型式的生物电化学传感器。本文分别作简要介绍。     

气体传感器在监测化工空气污染中的应用评价

当前,我国大气污染十分严重,特别是在京津冀和东北局部地区,受化学工业废气的影响,空气污染,已经严重影响到了人们的日常生活。所以需要加大对大气环境污染物监测的力度。本文主要介绍气体传感器的一些性能和分类,以及在化工空气污染监测当中的应用。     

新型传感器在矿井水处理中的实验研究

介绍一种新型的淹没式透光率脉动传感器，并以矿井水为研究对象，对淹没式传感器的各项性能进行了实验研究。结果表明，淹没式传感器具有较好的控制性能，有望在生产中得到进一步的应用，使透光率脉动检测技术更加完善。     

高压环境下2种NDIR型CO_(2)红外传感器的响应规律

目的研究压力变化环境对NDIR型CO_(2)气体传感器的影响,获得不同压力范围内传感器的响应变化规律。方法采用小型加压舱,在CO_(2)分压不变的情况下,分别采用N_(2)阶梯缓慢加压和冲击快速加压方式,研究英国C20和国产G4传感器在高压环境中稳定时间和漂移度等性能指标的波动规律,考察传感器对压力变化的响应规律。结果在低于607950 Pa的高气压稳压状态下,基本不会造成机械损伤,但信号会发生较大的漂移,国产G4分体式传感器出现信号震荡现象。CO_(2)分体式传感器及整机的浓度输出值随着压力的升高,标准气样值与实测值的比值接近幂函数形式,分体式传感器的输出浓度值比整机的输出浓度值要大。结论不同CO_(2)浓度分压下的压力响应规律具有比较良好的一致性,冲击加压的漂移比阶梯加压显著,浓度真值可以通过测量总压和内置多次函数来修正。     

传感器网络在环保型无人机中的应用研究

随着无人机在环保领域应用研究的进一步深入,作为无人机有效载荷的传感器系统越来越得到人们的重视。无人机通过搭载不同类型的传感器可实现不同的节能环保任务。本文对传感器原理、分类及其特性参数进行了简要分析与梳理,同时也将环保型无人机进行了分类介绍。通过分析传感器网络的工作原理及无人机平台与传感器的匹配原则,提出了环保型无人机平台集成传感器网络系统模型。利用该模型可快速进行特定无人机的系统集成,对环保型无人机的产品设计具有一定的借鉴意义。     

压电石英传感器测定空气中氮氧化物

通过电化学活化和硅烷偶联剂在石英谐振器的金电极表面修饰对氮氧化物(NO_x)敏感的金属酞菁化合物,制成压电气体传感器.探讨了不同敏感材料对NO_x的响应灵敏度、检出限及载气流速、温度和干扰气体等对传感器的响应和回复特性的影响.结果表明:酞菁铅最敏感;其适宜的载气流速为40 mL/min,温度范围为10~40 ℃;在9.55×10_-4~1.91 mg/m₃质量浓度范围内,有良好的线性响应关系;用于大气中NO_x的测定,有较好的可靠性和准确性.使用寿命约300次.