가스 누출 사고 처리에 가스 센서 적용
가연성 가스 모니터링 및 경보용
현재 가스 감지 재료의 개발은 고감도, 안정적인 성능, 간단한 구조, 소형, 저렴한 가격의 가스 센서를 만들고 센서의 선택성과 감도를 향상시킵니다. 기존 가스 경보기 대부분은 산화주석과 귀금속 촉매 가스 센서를 사용하고 있으나 선택성이 좋지 않고, 촉매 중독에 의해 경보의 정확도가 영향을 받습니다. 가스에 대한 반도체 가스 민감성 재료의 민감도는 온도와 관련이 있습니다. 상온에서는 감도가 낮고, 온도가 증가함에 따라 감도가 증가하여 특정 온도에서 피크 값에 도달합니다. 이러한 가스에 민감한 재료는 더 높은 온도(일반적으로 100도 이상)에서 최고의 감도를 달성해야 하므로 이로 인해 추가적인 발열량이 소모될 뿐만 아니라 화재가 발생하기도 합니다.
가스 센서의 개발로 이 문제가 해결되었습니다. 예를 들어, 산화철 기반 가스 감지 세라믹으로 만든 가스 센서는 귀금속 촉매를 추가하지 않고도 높은 감도, 우수한 안정성 및 특정 선택성을 갖춘 가스 센서를 생산할 수 있습니다. 반도체 가스에 민감한 재료의 작동 온도를 낮추고 실온에서의 감도를 크게 향상시켜 실온에서 작동할 수 있습니다. 현재 일반적으로 사용되는 단일 금속 산화물 세라믹 외에도 일부 복합 금속 산화물 반도체 가스 감지 세라믹 및 혼합 금속 산화물 가스 감지 세라믹이 개발되었습니다.
가연성, 폭발성, 유독성, 유해한 가스가 생산, 저장, 운송, 사용되는 장소에 가스 센서를 설치하여 가스 함량을 적시에 감지하고 누출 사고를 조기에 감지합니다. 그리고 가스 센서는 보호 시스템과 연동되어 가스가 폭발 한계에 도달하기 전에 보호 시스템이 작동하여 사고 손실을 최소한으로 유지합니다. 동시에, 가스 센서의 소형화 및 가격 인하로 인해 제품군에 진입하는 것이 가능해졌습니다.
가스 종류 및 특성 감지
가스 누출 사고가 발생한 후 사고 처리는 샘플링 및 테스트, 경고 구역 결정, 위험 구역의 대중 대피 조직, 중독자 구출, 막힘, 오염 제거 등에 중점을 둡니다. 처리의 첫 번째 측면은 다음과 같습니다. 누출 가스의 독성에 대한 지식이 필요한 인원 누출 위험을 최소화합니다. 가스의 독성은 사람 신체의 정상적인 반응을 방해할 수 있는 물질의 방출을 의미하며, 이에 따라 사람의 대응 능력을 저하시키고 사고 시 부상을 완화시킵니다. 미국화재예방협회(National Fire Protection Association)는 물질의 독성을 다음 범주로 분류합니다.
NH=0 화재의 경우 일반 가연성 물질의 위험 외에 다른 위험 물질과 단기 접촉이 없습니다.
NH=1 자극을 유발하고 인체에 경미한 해를 끼칠 수 있는 물질에 대한 단기 노출;
NH=2 고농축 또는 단기 노출은 일시적인 능력 상실 또는 잔류 부상을 초래할 수 있습니다.
NH=3 단기 노출은 심각한 일시적 또는 잔여 부상을 초래할 수 있습니다.
유독가스는 호흡기를 통해 인체에 유입되어 유해한 영향을 미칠 수 있으므로 유독가스 누출 사고에 대처할 경우에는 신속하게 안전보호가 완료되어야 합니다. 이를 위해서는 사고 처리 담당자가 사고 현장에 도착한 후 가능한 한 짧은 시간 내에 가스의 유형, 독성 및 기타 특성을 이해할 수 있어야 합니다.
가스 센서 어레이는 컴퓨터 기술과 결합되어 지능형 가스 감지 시스템을 구성하여 가스 유형을 빠르고 정확하게 식별하여 가스의 독성을 측정할 수 있습니다. 지능형 가스 감지 시스템은 가스 센서 어레이, 신호 처리 시스템 및 출력 시스템으로 구성됩니다. 서로 다른 민감 특성을 가진 여러 개의 가스 센서 소자를 사용하여 어레이를 형성하고, 신경망 패턴 인식 기술을 사용하여 혼합 가스의 가스 식별 및 농도 모니터링에 사용합니다. 동시에 일반적인 유독성, 유해성, 가연성 가스의 종류, 성질, 독성 등이 컴퓨터에 입력되고, 가스의 성질에 따라 사고처리 계획이 작성되어 컴퓨터에 입력된다. 누출 사고가 발생하면 지능형 가스 검지 시스템은 다음과 같이 작동합니다.
현장 입장 → 가스 샘플 흡착 → 가스 센서에서 신호 생성 → 컴퓨터로 신호 식별 → 컴퓨터로 가스 유형, 특성, 독성 및 폐기 계획 출력.
가스 센서의 높은 감도로 인해 가스 농도가 매우 낮을 때 사고 현장에 깊숙이 들어가지 않고도 감지할 수 있어 상황 무지로 인한 불필요한 피해를 피할 수 있습니다. 컴퓨터 처리를 사용하면 위의 프로세스를 신속하게 완료할 수 있습니다. 이러한 방식으로 효과적인 보호 조치를 빠르고 정확하게 취할 수 있으며 올바른 폐기 계획을 구현할 수 있으며 사고 손실을 최소화할 수 있습니다. 또한, 시스템에는 일반가스의 성상, 처리계획 등의 정보가 저장되어 있으므로, 누출사고 시 가스의 종류를 알고 있는 경우에는 본 시스템에서 가스의 성상 및 처리계획을 직접 조회할 수 있습니다. NH=4에 잠깐 노출되면 사망이나 심각한 부상을 초래할 수도 있습니다.
