具体描述
《可燃性气体探测用电气设备 第2部分》是一部深入探讨可燃性气体探测领域关键技术与工程应用的专业书籍。本书聚焦于电气设备在可燃性气体探测系统中的设计、性能、安全性和可靠性，旨在为相关领域的科研人员、工程师、技术人员以及管理人员提供全面、系统的理论指导和实践参考。 第一章 绪论 本章作为全书的起点，首先对可燃性气体的基本概念、种类、危险性及其在工业和日常生活中的存在形式进行概述。深入阐述了可燃性气体探测的重要性，强调其在预防火灾、爆炸事故，保障人员生命安全和财产损失方面的核心作用。随后，系统梳理了可燃性气体探测技术的发展历程，从早期简单的报警器到如今高度集成化、智能化的探测系统，展现了技术的不断进步。在此基础上，引入电气设备在可燃性气体探测系统中的关键地位，明确了本书的研究范畴和核心内容，即专注于适用于潜在爆炸性环境的电气设备的设计、制造、安装、使用与维护。最后，对全书的章节结构和内容安排进行了简要介绍，为读者勾勒出本书的知识框架。 第二章 可燃性气体的基本特性与爆炸极限 本章是理解可燃性气体探测原理的基础。详细介绍了常见可燃性气体的物理化学性质，包括但不限于甲烷（天然气）、丙烷、丁烷、氢气、乙炔、一氧化碳、乙醇、乙醚等。内容涵盖了气体的密度、沸点、闪点、自燃点、爆炸极限（爆炸下限LEL和爆炸上限UEL）以及与空气的混合比等关键参数。重点解释了爆炸极限的概念及其重要性，说明了为何在爆炸极限范围内，可燃性气体与空气的混合物遇到点火源会发生爆炸。此外，本章还探讨了影响可燃性气体扩散速度和聚集行为的因素，如温度、压力、通风条件以及气体自身的密度差异，这些因素对于合理选址和部署探测器至关重要。通过对这些基本特性的深入理解，读者能够为后续章节中关于探测技术和设备选择打下坚实的理论基础。 第三章 适用于爆炸危险环境的电气设备分类与标准 本章是本书的核心内容之一，重点关注在可燃性气体环境中使用的电气设备的特殊要求和规范。首先，详细阐述了爆炸危险区域的划分原则，依据国际和国内标准（如IEC 60079系列、GB 3836系列等），将区域划分为0区、1区、2区（或20区、21区、22区），并详细说明了各区域对电气设备的防爆等级要求。接着，深入介绍了用于爆炸危险环境的电气设备的分类方法，包括按气体组别（如IIA、IIB、IIC类）、点火能量等级（如T1至T6温度组别）等进行分类。随后，详细讲解了常见的防爆措施，如隔爆（Ex d）、增安（Ex e）、本安（Ex i）、浇封（Ex m）、充砂（Ex q）、压滤（Ex p）等，并解释了每种防爆措施的工作原理、适用范围、优缺点以及相应的结构设计要求。本书还将重点介绍与此类设备相关的国际、国家及行业标准，强调遵循这些标准的重要性，以确保设备的安全可靠运行。 第四章 可燃性气体探测器的基本原理与类型 本章深入探讨可燃性气体探测器的核心工作原理和多种类型。详细介绍了目前主流的可燃性气体探测技术，包括但不限于： 催化燃烧式探测器： 阐述其基于可燃性气体在加热催化剂表面发生氧化反应产生热量，导致电阻变化或铂丝温度升高的原理。分析了催化剂的种类、性能对探测精度的影响，以及其在测量范围、响应速度、抗中毒性等方面的优缺点。 半导体式探测器： 解释了其利用可燃性气体吸附在半导体材料表面，改变其导电率的原理。讨论了不同半导体材料（如氧化锡、氧化钛）的特性，以及温度、湿度等环境因素对探测精度的影响。 红外式探测器： 详细阐述了其基于某些气体对特定波长红外线的吸收特性而工作的原理。分析了不同气体（如甲烷、丙烷）的红外吸收光谱，以及光源、探测器、光学系统等关键组件的设计。重点讨论了红外式探测器在长寿命、抗中毒、低维护等方面的优势。 光离子化式探测器（PID）： 介绍了其利用紫外线照射使有机物分子电离，产生带电粒子，从而形成电流的原理。分析了不同紫外灯源的能量选择，以及其在检测挥发性有机化合物（VOCs）方面的灵敏度和选择性。 其他新型探测技术： 简要介绍了一些新兴的探测技术，如声波式、激光式、MEMS式探测器等，并分析其潜在的应用前景。 本章还详细讨论了各类探测器的选型原则，包括对探测气体的种类、浓度范围、环境条件（温度、湿度、压力、是否存在干扰气体）、响应时间、精度要求、使用寿命、维护成本以及防爆要求等因素的综合考量。 第五章 可燃性气体探测器电气设计与关键组件 本章聚焦于可燃性气体探测器内部电气设计与核心组件的考量。详细阐述了适用于爆炸危险环境的探测器在电路设计上的特殊要求，包括本安电路的设计原则、安全栅的应用、接地要求、电缆的选型与敷设等。重点分析了探测器的信号处理电路，如放大、滤波、A/D转换等环节的设计，以及如何保证信号的稳定性和准确性。 在关键组件方面，本章将深入探讨： 传感器： 详细分析不同类型探测器所使用的传感器（如催化燃烧元件、半导体敏感材料、红外吸收元件、离子化管等）的性能参数，如灵敏度、选择性、响应时间、重复性、稳定性、寿命等。讨论了传感器在实际应用中可能遇到的环境影响（如湿度、灰尘、化学腐蚀）及其应对策略。 电源模块： 针对本安型探测器，详细阐述了电源模块的设计要求，如何通过安全栅限制电压和电流，确保能量不超过规定值。讨论了电池供电型探测器的电池选型、续航能力以及安全管理。 信号处理与控制单元： 介绍微处理器、FPGA等在探测器中的应用，如何实现数据采集、信号分析、浓度计算、故障诊断、报警输出以及通讯功能。 显示与报警接口： 讨论了LCD、LED等显示屏的选择，以及报警输出方式（如声、光报警）的设计。阐述了与上位机系统（如DCS、PLC）的通讯接口（如RS485、Hart、Modbus等）的设计与集成。 外壳设计与密封： 详细阐述了防爆外壳的材质选择（如铝合金、不锈钢）、结构设计（如隔爆结合面、防爆螺栓）以及密封要求，以确保电气设备在爆炸环境中不会成为点火源。 第六章 可燃性气体探测器的安装、调试与维护 本章侧重于可燃性气体探测器的实际应用层面。首先，详细阐述了探测器的正确安装指南，包括安装位置的选择（基于气体的密度、扩散特性、潜在泄漏源等）、安装高度、方向、固定方式以及与周围环境的协调。强调了安装过程中必须遵守的防爆规范和安全操作规程，如接地、电缆连接、密封要求等。 其次，详细介绍了探测器的调试过程，包括开机自检、传感器零点校准、量程校准、报警点设定、故障功能验证等步骤。说明了如何通过标准气体进行校准，确保探测器在实际使用中的准确性和可靠性。 在维护方面，本章系统阐述了探测器的日常维护、定期检查和保养计划。内容包括： 日常检查： 运行状态监测、报警功能测试、外壳清洁等。 定期维护： 传感器性能检查、电路板检查、电池更换（如适用）、校准周期安排等。 故障排除： 常见故障现象的分析与诊断，如零点漂移、量程不准、报警失灵、通讯中断等，并提供相应的处理方法。 传感器更换与报废： 明确传感器寿命，指导用户何时需要更换传感器，以及报废处理的注意事项。 强调了建立完善的维护记录和档案的重要性，以追踪设备的运行状况和历史信息。 第七章 可燃性气体探测系统集成与应用 本章将视角从单个设备扩展到整个探测系统。详细阐述了可燃性气体探测系统的构成，包括探测器、信号传输线路、报警控制器、联动控制设备（如排风系统、切断阀门）以及上位机监控系统等。 在系统集成方面，本章讨论了： 系统架构设计： 如何根据具体的应用场景（如化工厂、炼油厂、燃气站、实验室、隧道等）设计合理的系统拓扑结构，包括集中式和分布式系统。 通讯协议与网络： 介绍探测器与报警控制器、监控系统之间的通讯方式和常用协议（如RS485、Ethernet、Fieldbus等），以及网络布线的要求。 联动控制策略： 探讨如何通过探测信号触发自动化的安全措施，如启动排风系统、关闭气体阀门、激活消防喷淋系统等，以有效控制潜在危险。 数据管理与分析： 介绍如何对探测数据进行采集、存储、分析和预警，实现对气体泄漏风险的早期识别和评估。 在应用方面，本章列举了可燃性气体探测器在不同行业和领域的典型应用案例，如： 石油化工行业： 炼油装置、乙烯装置、天然气输送管线、储罐区等。 城市燃气行业： 燃气场站、用户端、地下管网等。 煤矿行业： 井下作业区域、瓦斯抽放系统等。 实验室与研发机构： 易燃易爆化学品储存与使用区域。 公共场所： 隧道、地下空间、大型集会场所等。 通过详细的应用案例分析，帮助读者理解探测器在实际场景中的部署和效益。 第八章 特殊环境下的可燃性气体探测 本章深入探讨在非典型或极端环境下进行可燃性气体探测所面临的挑战和解决方案。 低温/高温环境： 分析极端温度对传感器性能、材料特性、电路稳定性的影响，以及相应的设备选型和防护措施。 高湿度/潮湿环境： 探讨湿度对传感器工作的影响，如吸附、结露等，以及如何通过密封、疏水处理、特殊涂层等来保护设备。 腐蚀性环境： 介绍化学腐蚀性气体或介质对探测器外壳、传感器材料的侵蚀，以及选择耐腐蚀材料和防护涂层的原则。 粉尘/颗粒物环境： 讨论粉尘覆盖对传感器性能的影响，以及如何选择带有防尘罩、易于清洁的设备，或采用特殊设计的探测方式。 强电磁干扰环境： 阐述电磁干扰对探测信号和电路的干扰，以及采用屏蔽、滤波、接地等措施的必要性。 水下/密闭空间探测： 探讨在水下或缺氧密闭空间中进行可燃性气体探测的特殊设备要求，如耐压、防水、供气等。 第九章 可燃性气体探测器故障诊断与性能评估 本章旨在为用户提供系统性的故障排除和性能评估指南。 常见故障模式分析： 详细列举可燃性气体探测器在实际使用中可能出现的各种故障，并深入分析其根本原因，例如： 零点漂移： 可能由环境变化、传感器老化、污染物吸附等引起。 量程不准： 可能与校准不当、传感器损坏、信号处理问题有关。 响应迟缓或无响应： 可能由传感器中毒、电路故障、连接不良导致。 误报警： 可能由环境干扰、传感器干扰、设定值不当引起。 通讯中断： 可能与线路问题、接口故障、控制器设置有关。 故障诊断方法： 提供一系列系统性的诊断步骤和技巧，包括： 目视检查： 检查外壳、接线、密封状况。 设备自检功能： 利用探测器内置的自诊断程序。 现场测试： 使用标准气体进行功能性测试和校准。 信号测量： 利用万用表或示波器测量关键节点的信号。 日志文件分析： 查看设备或系统的运行日志，查找异常信息。 性能评估指标： 介绍评价可燃性气体探测器性能的关键指标，并指导用户如何进行定期性能评估，包括： 准确度（Accuracy）： 探测值与实际值之间的偏差。 灵敏度（Sensitivity）： 能够探测到的最低气体浓度。 选择性（Selectivity）： 对目标气体和非目标气体的区分能力。 响应时间（Response Time）： 从气体接触传感器到输出稳定信号所需的时间。 重复性（Repeatability）： 在相同条件下多次测量结果的一致性。 稳定性（Stability）： 在长时间运行中，性能参数保持不变的能力。 寿命（Lifespan）： 传感器或设备正常工作的时间。 性能提升与优化： 提供关于如何通过优化安装、定期校准、合理维护以及技术升级来提升探测系统整体性能的建议。 第十章 未来发展趋势与挑战 本章展望了可燃性气体探测技术和电气设备领域的未来发展方向，并分析了行业面临的挑战。 智能化与集成化： 预测未来探测器将集成更多传感器，实现多参数监测（如同时检测多种可燃气体、氧气、有毒气体等），并具备更强的自学习、自诊断和远程控制能力。物联网（IoT）技术将进一步推动探测器的互联互通，实现更精细化的风险管理。 微型化与低功耗： 随着MEMS等微电子技术的进步，探测器将趋向于更小巧、更轻便，并能实现超低功耗运行，方便集成到各种设备和穿戴装置中。 新型探测材料与技术： 持续研究和开发具有更高灵敏度、更高选择性、更长寿命、更低成本的新型敏感材料和探测技术，如纳米材料、分子印迹聚合物、光纤传感等。 增强的防爆性能与安全性： 随着对安全要求的不断提高，将开发更先进的防爆技术和材料，进一步降低爆炸风险。本安技术、本征安全技术将继续发展，以满足更高防护等级的要求。 数据分析与预测性维护： 大数据和人工智能技术将更广泛地应用于探测数据的分析，实现对气体泄漏风险的精准预测，并指导设备的预测性维护，减少非计划停机。 面临的挑战： 分析当前和未来技术发展可能遇到的挑战，例如： 成本控制： 新型技术的研发和推广成本较高。 标准化与互操作性： 确保不同厂商设备之间的兼容性和系统的整体性。 抗干扰能力： 在复杂工业环境中保持探测的准确性和稳定性。 环境适应性： 应对日益严苛的工作环境条件。 法规与政策变化： 及时响应和适应不断更新的安全法规和标准。 通过对未来趋势的展望和挑战的分析，本书为读者提供了行业发展的宏观视角，并鼓励持续的创新和技术进步。 附录 相关标准目录： 列出与可燃性气体探测用电气设备相关的国内外重要标准（如IEC、UL、EN、GB等）。 常用可燃性气体对照表： 包含常见可燃性气体的分子式、分子量、爆炸极限、自燃点、密度等关键数据。 术语解释： 对书中出现的专业术语进行详细解释。 参考文献： 列出本书引用的重要文献和参考资料。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有