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隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，液化天然氣（LNG）作為清潔、高效的能源，其運(yùn)輸需求日益增長(zhǎng)。LNG船作為專門用于運(yùn)輸液化天然氣的特種船舶，其安全性和可靠性直接關(guān)系到能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和環(huán)境保護(hù)的有效性。在這個(gè)過程中，甲烷傳感器在LNG船氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 LNG船的工作環(huán)境極為特殊，需要面對(duì)超低溫、高壓以及潛在的可燃?xì)怏w泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。甲烷作為L(zhǎng)NG的主要成分，其泄漏不僅可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸，還可能對(duì)船員的生命安全構(gòu)成威脅。因此，對(duì)甲烷濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警至關(guān)重要。 固定式氣體檢測(cè)系統(tǒng)通過安裝在船舶關(guān)鍵區(qū)域的甲烷傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)甲烷濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這些傳感器采用高靈敏度的檢測(cè)技術(shù)，能夠迅速響應(yīng)甲烷濃度的變化，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至控制和報(bào)警系統(tǒng)。一旦甲烷濃度超過預(yù)設(shè)的安全閾值，系統(tǒng)將立即觸發(fā)報(bào)警，提醒船員采取相應(yīng)措施，從而有效預(yù)防潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。 甲烷傳感器在固定式氣體檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它們具有高靈敏度和高選擇性，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)甲烷的存在和濃度變化。其次，傳感器具有快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此外，甲烷傳感器還具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，能夠在惡劣的工作環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。 除了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警功能外，甲烷傳感器還可以通過數(shù)據(jù)分析提供有價(jià)值的信息。例如，通過對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的分析，可以了解船舶在運(yùn)輸過程中的甲烷泄漏情況，為后續(xù)的維護(hù)和檢修提供依據(jù)。此外，還可以根據(jù)甲烷濃度的變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施。 然而，甲烷傳感器的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如，由于LNG船的工作環(huán)境特殊，傳感器需要經(jīng)受住超低溫、高壓等惡劣條件的考驗(yàn)。此外，傳感器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性也需要不斷提升，以適應(yīng)更復(fù)雜的監(jiān)測(cè)需求。 對(duì)甲烷濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，工采網(wǎng)推薦催化燃燒式甲烷傳感器和紅外（NDIR）甲烷傳感器： 催化燃燒式甲烷傳感器： 日本Figaro 催化燃燒式甲烷傳感器 TGS6814 ，TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器,是TGS6812的升級(jí)版本。可以檢測(cè)100%LEL水平爆炸下限的甲烷氣體，亦可以檢測(cè)H2，此傳感器不但具有優(yōu)異的耐久性與快速響應(yīng)能力，與此同時(shí),線性輸出與輸出的高度穩(wěn)定性也是其主要特征。TGS6814的蓋帽內(nèi)有特殊設(shè)計(jì)的過濾層，使其對(duì)有機(jī)蒸汽的交叉靈敏度很低。此外，此傳感器對(duì)硅化合物的耐受性更佳，更適應(yīng)惡劣環(huán)境。 英國(guó)alphasense 催化燃燒式甲烷傳感器 (CH4傳感器) - CH-A3，CH-A3是利用催化燃燒的熱效應(yīng)原理，由檢測(cè)元件和補(bǔ)償元件配對(duì)構(gòu)成測(cè)量電橋，當(dāng)遇到可燃性氣體時(shí)，可燃?xì)怏w在檢測(cè)元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生燃燒，載體溫度就升高，通過它內(nèi)部的鉑絲電阻也相應(yīng)升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個(gè)與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號(hào)。 紅外（NDIR）甲烷傳感器： 英國(guó)Clairair 紅外氣體傳感器 - S509-CH4，S509 紅外氣體傳感器是依據(jù)比爾-郎伯定律和紅外光譜理論研制成的,可以精確探測(cè)甲烷,二氧化碳,碳?xì)浠衔锏取?可以工作在高濕環(huán)境中， 使用壽命長(zhǎng)，具有標(biāo)準(zhǔn)接口輸出，外圍使用電路簡(jiǎn)單。 Dynament碳?xì)浠衔飩鞲衅?- MSH-PS/HC：Dynament 碳?xì)浠衔飩鞲衅鱉SH-PS/HC 可測(cè)量0-100%范圍內(nèi)的甲烷氣體和0-2%范圍內(nèi)的丙烷氣體。傳感器采用非分散紅外技術(shù)，可以對(duì)烴類氣體（包括甲烷和丙烷）作出響應(yīng)。 英國(guó)Alphasense 紅外甲烷傳感器 熱電堆探測(cè)器 - IRM-AT，IRM-AT是小尺寸紅外CH4氣體傳感器，采用非色散性紅外（NDIR）技術(shù)來檢測(cè)氣體的，根據(jù)不同的氣體在不同的濃度下對(duì)紅外光譜的吸收率不同來檢測(cè)目標(biāo)氣體的存在和濃度 不易受現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的影響。采用了雙通道采樣技術(shù)，可以自我抑制零點(diǎn)漂移。具有標(biāo)定周期長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、高精度、高可靠性和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。英國(guó)Clairair 高分辨率紅外甲烷傳感器（NDIR CH4傳感器） Prime1，Prime1 傳感器利用 NDIR 技術(shù)檢測(cè)氣體濃度。傳感器內(nèi)部有一個(gè)紅外光源，一個(gè)雙元件紅外探測(cè)器，一個(gè)獨(dú)特的光波導(dǎo)讓氣體擴(kuò)散進(jìn)去， ARM7 內(nèi)核微處理器，電路提供的輸出電壓與電源極性無關(guān)。傳感器可以設(shè)置為線性電壓輸出，全量程 0.4V-2.0V 參考供電電源負(fù)極，或者設(shè)置為催化燃燒格式輸出，通常零點(diǎn)時(shí)是中間電壓，相對(duì)于檢測(cè)管腳在滿量程點(diǎn)的電壓是 100mV。此外，通過串口連接可以讀取輸出值和訪問內(nèi)部配置。通信連接點(diǎn)在 3 系的 Prime1 上是焊盤，在 5 系的 Prime1 上是管腳。內(nèi)部的集成電路可以實(shí)現(xiàn)的功能如驅(qū)動(dòng)光器件，提取檢測(cè)信號(hào)，把信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為濃度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償和量化輸出值等。在催化燃燒配置時(shí)，Prime1 可以在滿足電源供電要求的條件下，不改變電路并完全替代催化燃燒傳感器。當(dāng) Prime 1 用于恒流催化燃燒電路時(shí)，外圍元件則需要滿足電源的要求。Prime1 目前沒有過防爆認(rèn)證，所以如果用于危險(xiǎn)區(qū)域，必須加防爆密封外殼。0.01%的高分辨率，量程為 0-10%Vol；0.1%分辨率，量程為 10-100%Vol。 英國(guó)GSS NDIR CH4傳感器FlameIR-ME1 FlameIR®-ME1是一款超低功率的 NDIR CH4傳感器，采用先進(jìn)的固態(tài)LED光學(xué)技術(shù) FlameIR®-ME1校正濃度高達(dá)0-5%甲烷 (100% LEL) FlameIR®-ME1平均消耗 ~3.6mW （在縮短采樣周期時(shí)更低），使其與電源供電或可穿戴應(yīng)用兼容 The FlameIR®-ME1 在傳感器滿量程內(nèi)的讀數(shù)精度通常高于 0.01% + 3% The FlameIR®-ME1 內(nèi)置零點(diǎn)跟蹤功能，可在產(chǎn)品使用壽命內(nèi)保持 CH4測(cè)量精度 FlameIR®-ME1將通過本質(zhì)安全認(rèn)證，符合 ATEX II GD Ex ia IIC T4 Gb。 總的來說，甲烷傳感器在LNG船氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，甲烷傳感器的性能將不斷提升，為L(zhǎng)NG船的安全運(yùn)輸提供更加可靠的技術(shù)保障。同時(shí)，我們也應(yīng)關(guān)注傳感器技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，以滿足未來LNG運(yùn)輸行業(yè)對(duì)更高安全性和可靠性的需求。 |
