[發(fā)明專利]事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣過程及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910176921.2
• 申請(qǐng)日: 2009-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN102033001A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳詠梅;萬平玉;金鑫;畢海成;王志廣;許平吉;王梅英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué);山東中惠儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/22
• 分類號(hào): G01N1/22;G01N1/24;G01L19/12;G01K1/02;G01N33/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣過程及裝置，該裝置預(yù)先安裝于化工生產(chǎn)裝置附近，在發(fā)生化工裝置發(fā)生泄露、燃燒、爆炸事故時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)時(shí)或延時(shí)收集現(xiàn)場(chǎng)氣體樣品并保存于密閉容器中。

背景技術(shù)

大型化工生產(chǎn)裝置在為人類的吃、穿、住、行帶來便利的同時(shí)，因化學(xué)品泄露、燃燒、爆炸而對(duì)人類生命和健康的危害必須加以有效防范。目前，有發(fā)明揭示了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置(CN200810013953.6)、可燃?xì)怏w泄漏自動(dòng)報(bào)警裝置(CN92100169.x)等，這些裝置可以感知泄漏、燃燒事故的發(fā)生，自動(dòng)啟動(dòng)聲、光報(bào)警系統(tǒng)，甚至可以與有關(guān)部門進(jìn)行通訊聯(lián)系，以便及時(shí)進(jìn)行處置。然而，對(duì)于物料種類繁多、生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜的大型化工生產(chǎn)裝置來說，比及時(shí)撲救更重要的是，調(diào)查事故原因，吸取教訓(xùn)，避免重蹈覆轍。但是，化學(xué)品事故常常伴隨著燃燒和爆炸，調(diào)查人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)絕大多數(shù)化學(xué)品已燃燒殆盡，現(xiàn)場(chǎng)物證的提取、實(shí)驗(yàn)室分析、事故原因追溯等各階段都產(chǎn)生重重困難。

若能及時(shí)采集并保存化學(xué)品事故現(xiàn)場(chǎng)的揮發(fā)性氣體樣品，對(duì)事故原因的分析調(diào)查將起到非常重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣過程及其裝置，以彌補(bǔ)已有技術(shù)的不足。

本發(fā)明所述的事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣過程包括：傳感系統(tǒng)：利用傳感器將周圍壓力、溫度、敏感氣體濃度等信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；判斷系統(tǒng)：可以智能判斷是否發(fā)生了爆炸、燃燒或泄露事故；及取樣系統(tǒng)：在判定發(fā)生事故之后立即或延時(shí)啟動(dòng)氣體樣品采集系統(tǒng)。

采集后的氣體樣品保存于密閉容器中，在清理現(xiàn)場(chǎng)時(shí)由調(diào)查人員帶回實(shí)驗(yàn)室，其分析結(jié)果用于判斷事故發(fā)生原因。

本發(fā)明所述的事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣裝置的傳感系統(tǒng)包括1個(gè)或多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器包括感知元件和轉(zhuǎn)換器件，用于感知壓力或壓力變化、溫度變化、敏感氣體濃度，并將其轉(zhuǎn)換為電壓、電流、電阻等電信號(hào)，這些信號(hào)分別傳送至判斷系統(tǒng)。其中，沖擊波傳感器包括壓差和壓力傳感器；溫度傳感器包括溫度和溫差傳感器；敏感氣體傳感器包括H2S，Cl2，NH3、CH4及揮發(fā)性有機(jī)物等傳感器。根據(jù)化工生產(chǎn)裝置實(shí)際情況，可以設(shè)置敏感氣體、溫度、沖擊波等傳感器中的1種或多種，每種1個(gè)或多個(gè)。

本發(fā)明所述的事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣裝置的判斷系統(tǒng)主要包括單片機(jī)及相關(guān)編寫程序。單片機(jī)對(duì)于傳感系統(tǒng)傳入的電信號(hào)進(jìn)行分析、處理，若達(dá)到報(bào)警閾值，則發(fā)出指令啟動(dòng)采樣系統(tǒng)。報(bào)警閾值根據(jù)化工生產(chǎn)裝置實(shí)際情況設(shè)定，例如：以測(cè)定壓力高出大氣壓10KPa、測(cè)定溫度高出氣溫10℃、測(cè)定可燃?xì)怏w濃度達(dá)到最低爆炸極限(LEL)的10％時(shí)，分別作為爆炸、燃燒、泄露事故的報(bào)警閾值，或者可以實(shí)際情況及時(shí)修改報(bào)警閾值。

本發(fā)明所述的事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣裝置的取樣系統(tǒng)包括多個(gè)氣體容器，每個(gè)容器具有獨(dú)立的容器開啟及密閉裝置。氣體容器材質(zhì)應(yīng)采用耐壓、耐蝕材料，例如不銹鋼，其內(nèi)壁應(yīng)預(yù)先清洗，無污染或揮發(fā)性氣體逸出。容器體積以100ml至500ml為宜，保證足夠?qū)嶒?yàn)室分析之用。氣體容器在采樣后應(yīng)保持密閉狀態(tài)，直到事故調(diào)查人員將其取回。容器開啟及密閉可通過電磁閥控制，電磁閥脈沖信號(hào)來自判斷系統(tǒng)。

氣體容器采樣可采取負(fù)壓和常壓兩種方式。

負(fù)壓方式：即氣體容器在平時(shí)保持負(fù)壓狀態(tài)，依靠電磁閥封閉瓶口，在事故發(fā)生時(shí)判斷系統(tǒng)給出脈沖信號(hào)開啟電磁閥，使現(xiàn)場(chǎng)氣體進(jìn)入容器，給定時(shí)間例如10秒后關(guān)閉電磁閥。

常壓方式：即氣體容器在平時(shí)處于常壓狀態(tài)，依靠電磁閥封閉瓶口(防止污染)，在事故發(fā)生時(shí)判斷系統(tǒng)給出信號(hào)，啟動(dòng)與氣體容器相連的抽氣裝置，使得現(xiàn)場(chǎng)氣體進(jìn)入容器，在給定時(shí)間后停止抽氣裝置，并封閉容器瓶口電磁閥。

可以設(shè)置采樣后切斷容器與判斷系統(tǒng)之間的聯(lián)系，以保證容器不再誤開啟。

多個(gè)氣體容器采用并聯(lián)方式與判斷系統(tǒng)相連，即每個(gè)容器獨(dú)立與判斷系統(tǒng)相連。為了使得現(xiàn)場(chǎng)信息更全面，可以通過判斷系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)依次開啟、封閉容器。每個(gè)容器開啟時(shí)間以及兩個(gè)容器開啟時(shí)間間隔，可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。例如：每個(gè)容器的開啟時(shí)間為10s-60s，容器之間時(shí)間間隔為1min-20min。

氣體容器瓶口設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮與分析儀器，如氣相色譜的進(jìn)樣口方便相連。

作為備選，本發(fā)明的事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣裝置可以包括信息存儲(chǔ)裝置，記錄每個(gè)容器采樣時(shí)的溫度、壓力及時(shí)間。

作為備選，本發(fā)明的事故現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)氣體采樣裝置還可以設(shè)置遙控裝置，可以通過遙控器直接啟動(dòng)采樣系統(tǒng)，以備在傳感系統(tǒng)或判斷系統(tǒng)失效時(shí)直接啟動(dòng)采樣系統(tǒng)。