RU2466382C2 - Детекторная система и способ обнаружения или определения конкретного газа в газовой смеси - Google Patents

Детекторная система и способ обнаружения или определения конкретного газа в газовой смеси Download PDF

Info

Publication number
RU2466382C2
RU2466382C2 RU2010105236/28A RU2010105236A RU2466382C2 RU 2466382 C2 RU2466382 C2 RU 2466382C2 RU 2010105236/28 A RU2010105236/28 A RU 2010105236/28A RU 2010105236 A RU2010105236 A RU 2010105236A RU 2466382 C2 RU2466382 C2 RU 2466382C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
detector
gas
concentration
control device
signal
Prior art date
Application number
RU2010105236/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010105236A (ru
Inventor
Сигурд Т. МОЭ (NO)
Сигурд Т. МОЭ
Нильс Петер ЭСТБЕ (NO)
Нильс Петер ЭСТБЕ
Кнут САНДВЕН (NO)
Кнут САНДВЕН
Хокон САГБЕРГ (NO)
Хокон САГБЕРГ
Original Assignee
Гэссекъэр Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гэссекъэр Ас filed Critical Гэссекъэр Ас
Publication of RU2010105236A publication Critical patent/RU2010105236A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2466382C2 publication Critical patent/RU2466382C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0031—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
    • G01N33/0032—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array using two or more different physical functioning modes
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms
    • G08B21/16—Combustible gas alarms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • G01N2021/1704—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids in gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к области обнаружения газов. В частности изобретение относится к газовым детекторам с низким энергопотреблением, в особенности для применений в областях, в которых существует опасность взрыва газа. Детекторная система для обнаружения или определения, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси содержит, по меньшей мере, один первый детектор (DLP), который непрерывно осуществляет мониторинг газовой смеси для обнаружения изменения в составе смеси. Детекторная система также содержит, по меньшей мере, один второй детектор (DHP), способный определять концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси. При этом второй детектор (DHP) выполнен с возможностью активации (С), когда первый детектор (DLP) обнаруживает изменение. Также детекторная система содержит управляющее устройство (УУ), которое выполнено с возможностью деактивации второго детектора (DHP), когда сигнал об измерении концентрации представляет собой концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа, которая лежит ниже предварительно заданного значения. Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности обнаружения газов, а также без потребления слишком большого количества энергии. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области обнаружения газов. В частности изобретение относится к газовым детекторам с низким энергопотреблением, в особенности для применений в областях, в которых существует опасность взрыва газа.
Уровень техники
В частности на нефтедобывающих платформах и на промышленных предприятиях, на которых работают с углеводородами и обрабатывают их, важно иметь возможность как можно быстрее обнаружить присутствие горючих газов из-за утечки. Фактически более 50% утечек газов, повторяющихся на нефтяных платформах, сегодня обнаруживают вручную. Такое обнаружение носит случайный характер и показывает, что существует необходимость в установке большего количества газовых детекторов. Газовые детекторы, используемые на нефтяных платформах, должны удовлетворять строгим техническим требованиям. Они должны быть чрезвычайно надежными, чувствительными, получить одобрение EX и должны быть способны существовать в суровых климатических условиях с течением времени. Существует высокотехнологичное оборудование, которое может соответствовать требованиям, но по чрезвычайно высокой цене за один детектор и при значительной стоимости установки, среди прочего, вызванной тем, что они должны быть соединены с центральным постом с помощью фиксированной разводки. Это ограничивает площадь покрытия. Целесообразны более дешевые типы газовых детекторов.
Таким образом, преимуществом является схема расположения беспроводного типа, в частности, из-за стоимости установки. Затем в то же время интересно использовать раздельное энергообеспечение для каждого устройства обнаружения, например питание от батареи. Но в то же время необходимо, чтобы детектор был включен непрерывно, и традиционные газовые детекторы типично потребляют так много электричества, что использование батарей становится непрактичным или невозможным.
В частности газовые детекторы такого типа, который способен выполнять точное определение концентрации газа определенного типа, например детектор метана, обладает значительно более высоким энергопотреблением, чем более «неспецифичный» детектор, который может обнаруживать изменения в газовой смеси, но не может точно определить, какой газ был добавлен в смесь.
(Примерами детекторов неспецифичного типа являются акустические датчики с электростатической, электромагнитной или пьезоэлектрической активацией. Примерами детекторов специфического типа являются фотоакустические датчики и другие инфракрасные датчики, которые могут быть изготовлены, например, специально для метана, C3H8, CO2, природного газа).
Другими интересующими областями в отношении расположения газового детектора являются ограниченные пространства внутри колодцев или резервуаров на суднах и внизу в шахтах, где существует нехватка электрических и информационных коммуникаций и где не могут быть установлены фиксированные детекторы.
Таким образом, существует необходимость в детекторе, который является по-настоящему энергосберегающим и который дает хорошие измерения для конкретных газов, которые считаются опасными в данной области.
Пример существующей области техники раскрыт в европейской заявке на патент №1316799 A2, где газовый детектор для конкретного газа используют для наблюдения за вентиляционной системой. По большей части эта публикация относится к алгоритму вычисления пороговых значений для активации.
Международная патентная заявка WO 00/16091 A1 описывает группу газовых датчиков для множества конкретных газов, в которой управляющие устройства для отдельных газовых датчиков выключаются и включаются мультиплексором во избежание перекрестных помех от сигналов отдельных датчиков. В патентных заявках US-2004065140 A1, GB-2364807 A, JP-2002109656 A и US-6321588 B1 показаны системы и способы, используемые для наблюдения за изменениями концентраций газов или утечками газов в труднодоступных местах на промышленных предприятиях. Они включают в себя, по меньшей мере, один датчик и способы энергосбережения с помощью датчиков и других компонентов, которые можно выключить или использовать импульсные батареи.
Эти примеры существующей области техники в данной области не решают вышеописанных проблем. Настоящее изобретение стремится удовлетворить вышеуказанную потребность в газовых детекторах с низким энергопотреблением и с разумной ценой.
Сущность изобретения
Чтобы решить вышеуказанные проблемы и чтобы удовлетворить вышеуказанную потребность, в соответствии с настоящим изобретением предоставлена детекторная система для обнаружения или определения, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси, в которой специализированность детекторной системы состоит в том, что она содержит:
- по меньшей мере, один первый детектор, который непрерывно следит за газовой смесью для обнаружения изменения в составе смеси, и
- по меньшей мере, один второй детектор со способностью определять концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси, где второй детектор скомпонован так, чтобы активироваться, когда первый детектор обнаруживает изменение.
Подходящие и предпочтительные варианты осуществления детекторной системы по изобретению следуют из приложенных зависимых пунктов формулы изобретения 2-19.
Также настоящее изобретение содержит дополнительный аспект. В своем втором аспекте изобретение осуществляется посредством способа для обнаружения или определения, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси, и особые свойства способа состоят в том, что он содержит следующие стадии:
- наблюдение за газовой смесью происходит непрерывно, по меньшей мере, с помощью одного первого детектора для обнаружения изменения в составе смеси,
- по меньшей мере, один второй детектор активируется, когда первый детектор обнаруживает изменение, и
- второй детектор выполняет определение концентрации, по меньшей мере, конкретного газа в газовой смеси.
Подходящие и предпочтительные варианты осуществления способа по изобретению следуют из приложенных зависимых пунктов формулы изобретения 21-34.
Краткое описание чертежей
Ниже будут описаны варианты осуществления изобретения и даны ссылки на приложенные чертежи, где
- на фиг.1 показана блок-схема принципиального варианта осуществления детекторной системы по изобретению,
- на фиг.2 показана функциональная схема взаимодействия между детекторами в системе, и
- на фиг.3 показан конкретный вариант осуществления детекторной системы по изобретению с отдельным контроллером в качестве связи между группами первых и вторых детекторов.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 показана блок-схема первого варианта осуществления изобретения. Основные блоки представляют собой первый газовый детектор DLP с необходимым оборудованием в виде электроники и датчика и расположенный близко к DLP второй газовый детектор DHP с соответствующим необходимым оборудованием. Для DLP требуется небольшое энергоснабжение PL от источника энергии B, в то время как DHP, находящемуся в активном состоянии, требуется больше энергии PH из источника энергии B. Датчик в первом детекторе DLP пригоден для обнаружения изменений в газовом составе в окружающей атмосфере (которая не ограничивается природной атмосферой, но может представлять собой любую газовую смесь, присутствующую в окружающей среде, за которой наблюдает детектор), но не требуется, чтобы он был способен различать различные конкретные газы. Также не требуется высокая надежность в том смысле, что он может давать ложные показания. Другой газовый детектор DHP скомпонован так, чтобы измерять концентрацию конкретного газа или нескольких конкретных газов, которые считаются важными для контроля в текущих условиях, и, таким образом, активироваться с помощью первого детектора DHP, только тогда, когда последний обнаруживает изменения в составе атмосферы. «Конкретный» детектор или датчик DHP принадлежит к такому типу, который использует более значительные количества энергии PH, чем первый детектор DLP, но находится в неактивном состоянии большую часть времени. Если этот второй детектор DHP подтверждает показания первого детектора DLP (т.е. обнаруживает достаточно высокую концентрацию конкретного опасного газа), он посылает сообщение по сигнальной линии L приемнику R. В конкретном варианте осуществления передача результата анализа приемнику R выполняется с использованием радиоканала в соответствии со стандартом Zigbee.
Важный вариант осуществления изобретения представляет собой управляющее устройство УУ, соединенное с другим детектором DHP, как показано на фиг.1. Управляющее устройство скомпоновано так, чтобы оценивать исходящий сигнал от детектора DHP, который представляет измеренный уровень концентрации для текущего конкретного газа (или несколько исходящих сигналов для конкретных газов). Управляющее устройство УУ преимущественно выполнено на основе микропроцессора. Оно может представлять собой отдельный блок с сигнальной линией, идущей по проводам, и может быть совмещено с газоизмерительным блоком DHP или оно может использовать радиоканал. В таком случае «конкретный» детектор/измерительный блок DHP должен быть оснащен радиопередатчиком. Это дополнительно увеличивает энергопотребление детектора, но может быть приемлемым, так как, как указано выше, мы говорим о коротких временных периодах активности детектора DHP.
Таким образом, в таком случае, как указано выше, управляющее устройство УУ может быть совмещено с приемником R, т.е. на приемник R, таким образом, можно смотреть как на часть управляющего устройства УУ (т.е. иначе, чем показано на фиг.1).
Одной функцией управляющего устройства УУ может быть деактивация второго детектора DHP сразу после измерения, показывающего неопасный уровень концентрации одного или нескольких конкретных газов посредством отсылки сигнала активации обратно к DHP. (В альтернативном варианте осуществления без управляющего устройства DHP может содержать встроенный таймер, который автоматически деактивирует по истечении времени).
Другая функция управляющего устройства УУ состоит в испускании сигнала во вне, когда измеренный уровень концентрации находится внутри опасного диапазона, т.е. сигнала к удаленному принимающему блоку R, как показано на фиг.1. Сигнал передается через устройство связи L, которое может представлять собой радиоканал, предпочтительно, с малым радиусом действия с низким излучаемым эффектом, или оптический канал через атмосферу или через волокно. Затем должно быть расположено необходимое передающее и принимающее оборудование, как правило, известного типа, управляющее устройство УУ и принимающий блок R. (В альтернативном варианте осуществления без управляющего устройства сам DHP может обладать миниатюрным встроенным передатчиком, который передает сигнал, представляющий собой измеренную величину, на приемник R).
Во всяком случае, такое управляющее устройство УУ хранит конкретные пороговые значения концентрации в атмосфере для текущих конкретных газов, и управляющее устройство будет сравнивать измеренные значения с пороговым значением для принятия решения о том, деактивировать DHP или передать сигнал на приемник R. (NB: Для того чтобы не потреблять больше энергии, чем необходимо, в случае передачи сигнала от управляющего устройства УУ к принимающему блоку R1 снова возможна деактивация второго детектора DHP, например, если измерение величины не указывает на будущее быстрое увеличение. Возможно применение алгоритма для «разумной деактивации» даже после измерения избыточной концентрации. Затем новая активация может произойти после заданного промежутка времени).
В качестве следующей стадии разработки управляющего устройства УУ оно может содержать блок регистрации и хранения измеренных значений концентраций газа. Такой блок регистрации альтернативно может быть расположен внутри приемника R.
Естественной и важной функцией применительно к газовой детекторной системе в зоне, в которой расположено личное и/или дорогостоящее оборудование, является незамедлительный сигнал тревоги, за которым может следовать вызов надзирающего персонала. Такое предупредительное и сигнальное оборудование может быть расположено в принимающем блоке R типично на центральном посту наблюдения. Или оно может быть встроено в управляющее устройство УУ или в сам второй детектор DHP. Такие сигнальные устройства могут содержать световую сигнализацию, например, проблескового типа, источники звука в форме гудка или аварийных горнов, а также вибрирующее оборудование для принимающих блоков, которые надеваются на людей.
Кроме того, принимающий блок R также может быть соединен с оборудованием, которое обеспечивает немедленное прекращение работы производственного или технологического оборудования в зоне, где расположена детекторная система, дающая сигнал тревоги, как правило, независимо от того, где использовано оборудование для подачи сигнала тревоги, который воспринимается человеком.
Выше было отмечено, что управляющее устройство УУ может быть соединено по беспроводному каналу со вторым детектором DHP для приема сигнала от детектора. Также радиоканал может функционировать в обратном направлении, например, в отношении функции деактивации, и, таким образом, DHP должен содержать встроенный радиоприемник.
В важном варианте осуществления изобретения отдельное управляющее устройство УУ обслуживает множество вторых детекторов DHP. Важной функцией управляющего устройства УУ является перепрограммируемость по отношению к отдельным пороговым значениям как для конкретных газов, которые будут определяться в отношении концентрации, так и для отдельных блоков вторых детекторов DHP. Если управляющее устройство УУ расположено на центральном посте вместе с принимающим блоком R или интегрировано в него, или представлено качестве замены для принимающего блока R, то такие пороговые значения могут быть установлены оператором.
Как указано выше по настоящему изобретению, детекторную систему можно использовать для обнаружения утечек газа на нефтяных платформах и на производственных предприятиях для обнаружения углеводородов, т.е. нефти и газа, которые транспортируются и обрабатываются в больших количествах. В этом случае важно следить за естественной атмосферой in situ (на месте залегания) таким образом, чтобы утечки газа в окружающую среду можно было обнаружить достаточно быстро. В этом случае мы говорим об обнаружении углеводородных газов, например метана, который также может давать риск взрыва.
Детекторная система по изобретению также может быть расположена в разных окружающих средах и для измерения различных опасных газов, например газов, в которых компонентами являются хлор, фторуглеродные газы, водород, кислород, сероводород, монооксид углерода и диоксид углерода. Кроме того, интерес представляют гелий, пары воды и газ SF6.
Основная проблема настоящего изобретения состоит, как указано выше, в достижении непрерывного, но энергосберегающего обнаружения, и это достигается посредством идеи об использовании неспецифического газового детектора, потребляющего мало энергии, который работает непрерывно и пробуждает специфический детектор всякий раз, когда обнаруживается изменение, и затем специфический детектор измеряет концентрацию конкретного газа перед тем, как он снова будет деактивирован. Таким образом, специфический детектор, который потребляет больше энергии, находится в активном состоянии только в течение коротких периодов. Это обозначает, что система может долго работать на аккумуляторном питании.
Детектор DLP может содержать датчик, который обнаруживает изменения средней и, таким образом, неспецифической молекулярной массы для текущей газовой смеси in situ. Этот неспецифический детектор должен быть «сверхчувствительным», т.е. чтобы он давал сигнал тревоги чаще, чем это действительно необходимо, но никогда не пропускал сигналы тревоги об изменениях, т.е. даже минимальные изменения должны приводить к пробуждению DHP.
Первый детектор DLP преимущественно может содержать датчик, который использует принцип микроакустического датчика с электростатической или пьезоэлектрической активацией.
Также в качестве альтернативы возможно использование первого детектора DLP, который является специфическим в отношении определенного газа до тех пор, пока детектор пригоден для непрерывной работы от батареи, т.е. он потребляет достаточно мало энергии. Такой детектор будет обладать низкой точностью относительно измерения и часто будет давать ложные сигналы тревоги, но это не значит, что их будет слишком много. Примерами датчика в таком детекторе являются датчики для обнаружения метана, металл-оксид-полупроводящие датчики и электрохимические ячейки.
В качестве примера пригодного неспецифического датчика с низким энергопотреблением, подлежащего использованию в детекторе DLP, в предпочтительном варианте осуществления можно использовать миниатюрный газовый датчик, как описано в норвежском патенте №323259, выданном 19 февраля 2007 г.
Относительно другого специфический детектор DHP в подходящем варианте осуществления изобретения содержит датчик, который работает на основе способности конкретного газа поглощать инфракрасное излучение. Кандидатами являются так называемые недиспергирующие инфракрасные датчики и фотоакустические датчики, в частности миниатюризированные детекторы, выполненные по полупроводниковой технологии. В этой связи, пожалуйста, обратитесь к норвежскому патенту №321281 (выданному 18 апреля 2006 г), в котором, в частности, показан источник света, хорошо приспособленный для таких детекторов.
В конкретном варианте осуществления второй детектор DHP обладает встроенными вычислительными средствами, представленными микропроцессором с функцией, позволяющей выбирать, какой конкретный газ будет определяться (из представленного набора газов), в зависимости от уровня сигнала или типа сигнала от первого детектора DLP. Если первый детектор незамедлительно испускает сигнал, который указывает на существенное изменение в составе, это может быть интерпретировано как большая утечка важного газового компонента и это может обозначать, что конкретный газ следует проверять первым. В случае менее интенсивного начального сигнала интерес могут представлять различные последовательности.
В данном случае необходимым условием является то, что отдельный второй детектор DHP обладает способностью измерять множество конкретных газов. Это можно достичь и это реализовано, например, с помощью многих датчиков ИК-типа, где текущие газы содержатся так, что на каждый газ приходится по одной камере с окном.
Говоря о нескольких первых и вторых детекторах, встроенные вычислительные средства на основе триггерного сигнала, генерируемого в DHP, могут решать, какие детекторы DHP должны быть активированы, и выполнять измерение концентрации. Процессоры во вторых детекторах DHP могут принимать такое решение посредством распознавания сигнала от отдельного первого детектора DLP.
На фиг.2 показана схема работы детекторной системы по изобретению. Неспецифический детектор с датчиком SLP в левой части фигуры с низким энергопотреблением в бесконечном цикле наблюдает за газовой смесью, которая может быть окружающей атмосферой, а также газовой смесью в трубопроводе или чем-то подобном, и проверяет, остается ли состав смеси постоянным или он меняется. (Возможно, он может наблюдать за уровнем концентрации конкретного газа, как указано выше). Поскольку состав остается неизменным, детектор будет продолжать это наблюдение без каких-либо дополнительных действий. Однако если состав изменился на обнаружимое значение, датчик SHP активируется - Пробуждается - в детекторе в правой части фигуры, который выполняет специфический анализ при повышенном энергопотреблении. Если результат этого анализа, например, показывает, что процентное содержание углеводородов HC в газовой смеси ниже или равно 2500 мд, это обозначает, что датчик SLP выполнил ложное измерение, или что обнаруженное изменение в составе газовой смеси связано с чем-то другим, а не со снижением HC, или, в конечном счете, что имело место изменение HC, которое не превышает предела, который считается опасным. Правый детектор изменяет собственное электроснабжение для снижения электропотребления всей системы. Однако если оценка левого детектора подтверждается посредством измерения концентраций углеводородов, например, выше чем 2500 мд, то подается сигнал тревоги.
На фиг.3 показан другой вариант осуществления изобретения. Здесь «канал» между первым детектором DLP и вторым детектором DHP введен в форме контроллера УУ2. Этот контроллер УУ2, содержащий микропроцессор и приемопередающее оборудование, которое выбрано в качестве беспроводного канала между блоками (например, радиостанция с малым радиусом действия), может иметь задачу по сортировке входящих сигналов от отдельного первого детектора DLP для принятия решения о том, какой конкретный газ будет использован для определения концентрации с помощью всех вторых детекторов DHP или с помощью отдельных специфических детекторов из этих вторых детекторов DHP. УУ2, которое предпочтительно может быть расположено на центральном посту, содержит общую схему расположения каждого отдельного детектора в системе и может быть перепрограммировано персоналом в соответствии с изменениями, например, в расположении новых детекторов, изменениями пороговых уровней и т.д. Предполагается, что все детекторы оснащены приемопередающим оборудованием.
Как можно видеть на фиг.1, в простом варианте осуществления изобретения с двумя близкорасположенными детекторами DLP и DHP оба они снабжаются энергией от обыкновенной батареи B. Она является типичной для источника энергии, но изобретение не будет ограничиваться аккумуляторным источником энергии. В местах с «собираемыми» формами энергии, такими как солнечный свет, ветер или непрерывные вибрации, возможна установка энергособирающей системы, которая питает детекторы. Это не исключает возможности использования известных типов бесперебойных источников энергии.
Выше было сделано предположение о том, что первый неспецифический детектор DLP и второй специфический детектор DHP расположены близко друг к другу. В конкретном варианте осуществления это может обозначать, что они смонтированы вместе и могут выпускаться в виде блока, даже в виде миниатюризированного блока. Но в различных вариантах осуществления детекторной системы по изобретению использовались несколько детекторов, которые, вероятно, могут быть расположены в различных местах. В этом случае нефтяную платформу можно определить в качестве одного места, даже если детекторы двух различных типов расположены на расстоянии в несколько десятков метров друг от друга. Такое расположение может предоставить для УУ или УУ2 возможность наблюдать за распространением конкретного газа или нескольких конкретных газов.

Claims (34)

1. Детекторная система для обнаружения или определения, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси, содержащая, по меньшей мере, один первый детектор (DLP), который непрерывно осуществляет мониторинг газовой смеси для обнаружения изменения в составе смеси, отличающаяся тем, что система содержит, по меньшей мере, один второй детектор (DHP), способный определять концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси, при этом второй детектор (DHP) выполнен с возможностью активации (С), когда первый детектор (DLP) обнаруживает изменение.
2. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что управляющее устройство (УУ) функционально связано со вторым детектором (DHP) для оценки сигнала об измерении концентрации от этого детектора.
3. Детекторная система по п.2, отличающаяся тем, что управляющее устройство (УУ) выполнено с возможностью деактивации второго детектора (DHP), когда сигнал об измерении концентрации представляет концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа, которая лежит ниже предварительно заданного значения.
4. Детекторная система по п.2, отличающаяся тем, что управляющее устройство (УУ) выполнено с возможностью испускания сигнала через устройство связи (L) на принимающий блок (R), когда сигнал об измерении концентрации представляет концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа, которая выше предварительно заданного значения.
5. Детекторная система по п.4, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно из управляющего устройства (УУ) и принимающего блока (R) содержит блок регистрации измеренных значений концентрации газа.
6. Детекторная система по п.4, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно из принимающего блока (R), управляющего устройства (УУ) и второго детектора (DHP) содержит предупредительное или сигнальное устройство.
7. Детекторная система по п.6, отличающаяся тем, что предупредительное или сигнальное устройство основано на испускании, по меньшей мере, одного из светового, звукового и вибрационного сигнала.
8. Детекторная система по п.4, отличающаяся тем, что устройство связи (L) содержит, по меньшей мере, одно из оптической линии связи и радиоканала.
9. Детекторная система по п.2, отличающаяся тем, что управляющее устройство (УУ) соединено беспроводным образом со вторым детектором (DHP).
10. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что детекторы (DLP, DHP) расположены в естественной атмосфере для наблюдения за ней.
11. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что второй детектор (DHP) обладает характерной способностью определять концентрацию, по меньшей мере, одного из углеводородных, фторуглеродных газов, включая хлор, SF6, пары воды, гелий, водород, сероводород, монооксид углерода, диоксид углерода и кислород.
12. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что первый детектор (DLP) относится к типу, потребляющему особенно мало энергии, пригодному для беспрерывной работы от батареи.
13. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что первый детектор (DLP) содержит датчик, который обнаруживает изменения средней молекулярной массы упомянутой газовой смеси.
14. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что первый детектор (DLP) содержит датчик, основанный на микроакустическом принципе.
15. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что второй детектор (DHP) содержит один из датчика, основанного на способности по меньшей мере одного конкретного газа поглощать инфракрасное излучение, и датчика, основанного на фотоакустическом принципе.
16. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что первый детектор (DLP) обладает характерной способностью обнаруживать, по меньшей мере, один газ, но с пониженными требованиями к точности и с низким энергопотреблением.
17. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один второй детектор (DHP) обладает встроенными вычислительными средствами с возможностью выбора, какой отдельный газ следует определять из конкретных газов на основе уровня сигнала от первого детектора (DLP).
18. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что беспроводная сигнальная линия между, по меньшей мере, одним первым детектором (DLP) и, по меньшей мере, вторым детектором (DHP) через центральный контроллер (УУ2), по меньшей мере, с возможностью сортировки входящих сигналов от отдельных первых детекторов (DLP) и определения, какой конкретный газ следует определять в отношении концентрации, по меньшей мере, одним из вторых детекторов (DHP).
19. Детекторная система по п.1, отличающаяся тем, что источником энергии для каждого из детекторов (DLP, DHP) является, по меньшей мере, один из:
- бесперебойный источник энергии;
- аккумуляторная батарея (В); и
- установка для сбора энергии.
20. Способ обнаружения или определения, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси, при этом газовая смесь подвергается непрерывному мониторингу, по меньшей мере, одним первым детектором (DLP) для обнаружения изменения в составе смеси, отличающийся следующими этапами, на которых:
- активируют (С), по меньшей мере, один второй детектор (DHP), когда первый детектор (DLP) обнаруживает изменение, и посредством второго детектора (DHP) выполняют определение концентрации, по меньшей мере, одного конкретного газа в газовой смеси.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что управляющее устройство (УУ), функционально связанное со вторым детектором (DHP), оценивает сигнал об измерении концентрации от этого детектора.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что управляющее устройство (УУ) деактивирует второй детектор (DHP), когда сигнал об измерении концентрации представляет концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа, которая лежит ниже предварительно заданного значения.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что управляющее устройство (УУ) испускает сигнал через устройство связи (L) на принимающий блок (R), когда сигнал об измерении концентрации представляет концентрацию, по меньшей мере, одного конкретного газа, которая выше предварительно заданного значения.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно из управляющего устройства (УУ) и принимающего блока (R) регистрирует измеренные значения концентрации газа с использованием блока регистрации.
25. Способ по п.23, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из принимающего блока (R), управляющего устройства (УУ) и второго детектора (DHP) подает сигнал тревоги с использованием предупредительного или сигнального устройства, когда концентрация, по меньшей мере, одного конкретного газа выше предварительно заданного значения.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что предупреждающий сигнал или сигнал тревоги подается посредством использования, по меньшей мере, одного из светового, звукового и вибрационного сигнала.
27. Способ по п.23, отличающийся тем, что управляющее устройство (УУ) испускает сигнал через устройство связи (L), которое содержит, по меньшей мере, одно из оптической линии связи и радиоканала.
28. Способ по п.21, отличающийся тем, что сигнальная линия между управляющим устройством (УУ) и вторым детектором (DHP) организована беспроводным образом.
29. Способ по п.20, отличающийся тем, что детекторы (DLP, DHP) осуществляют мониторинг естественной атмосферы.
30. Способ по п.20, отличающийся тем, что второй детектор (DHP) выполняет определение концентрации, по меньшей мере, одного из углеводородных газов, фторуглеродных газов, включающих в себя хлор, SF6, пары воды, гелий, водород, сероводород, монооксид углерода, диоксид углерода и кислород.
31. Способ по п.20, отличающийся тем, что датчик в первом детекторе (DLP) обнаруживает изменения средней молекулярной массы газовой смеси.
32. Способ по п.20, отличающийся тем, что первый детектор (DLP) обнаруживает, по меньшей мере, один газ, в частности, но с низкой точностью и с низким энергопотреблением.
33. Способ по п.20, отличающийся тем, что встроенные вычислительные средства в, по меньшей мере, одном втором детекторе (DHP) выполняют выбор об осуществлении определения отдельного газа из конкретных газов, на основании уровня сигнала, который принимается от первого детектора (DLP).
34. Способ по п.20, отличающийся тем, что каждый из детекторов (DLP, DHP) принимает энергию, по меньшей мере, от одного из:
- бесперебойного источника энергии;
- аккумуляторной батареи (В); и
- установки для сбора восполняемой энергии.
RU2010105236/28A 2007-07-17 2008-07-16 Детекторная система и способ обнаружения или определения конкретного газа в газовой смеси RU2466382C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20073690 2007-07-17
NO20073690A NO327678B1 (no) 2007-07-17 2007-07-17 Detektorsystem og fremgangsmåte for å oppdage eller bestemme en spesifikk gass i en gassblanding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010105236A RU2010105236A (ru) 2011-08-27
RU2466382C2 true RU2466382C2 (ru) 2012-11-10

Family

ID=40259828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010105236/28A RU2466382C2 (ru) 2007-07-17 2008-07-16 Детекторная система и способ обнаружения или определения конкретного газа в газовой смеси

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8373568B2 (ru)
EP (1) EP2167954B1 (ru)
CN (1) CN101796409B (ru)
BR (1) BRPI0814109A2 (ru)
CA (1) CA2693097C (ru)
DK (1) DK2167954T3 (ru)
ES (1) ES2652113T3 (ru)
MX (1) MX2010000583A (ru)
NO (1) NO327678B1 (ru)
RU (1) RU2466382C2 (ru)
WO (1) WO2009011593A1 (ru)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9049663B2 (en) 2010-12-10 2015-06-02 Qualcomm Incorporated Processing involving multiple sensors
WO2012150516A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Syscor Research & Development Inc. Multi-sensor wireless gas monitoring system for petrochemcial storage facilities
CN103091455A (zh) * 2011-11-04 2013-05-08 北京凌天世纪自动化技术有限公司 一种用于危险区域侦查的无线侦测球
GB2497295A (en) 2011-12-05 2013-06-12 Gassecure As Method and system for gas detection
US20130174645A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 Martin Willett Photoacoustic method for oxygen sensing
US20150096349A1 (en) * 2012-05-14 2015-04-09 Pen Inc. Optimize analyte dynamic range in gas chromatography
US9518967B2 (en) * 2013-01-30 2016-12-13 Carl Bright Hydrocarbon gas detection device
EP2762881A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Sensirion Holding AG Portable sensor device with a gas sensor and low-power mode
US10859474B2 (en) 2013-02-28 2020-12-08 TricornTech Taiwan Real-time on-site gas analysis network for ambient air monitoring and active control and response
CN105203268A (zh) * 2014-06-14 2015-12-30 广州威冷制冷科技有限公司 一种氨检漏法用检测条
US20170241931A1 (en) * 2014-09-30 2017-08-24 Sharp Kabushiki Kaisha Sensing system
US20160223548A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Toto Ltd. Biological information measurement system
US10883875B2 (en) 2015-03-05 2021-01-05 Honeywell International Inc. Use of selected glass types and glass thicknesses in the optical path to remove cross sensitivity to water absorption peaks
WO2016210388A1 (en) * 2015-06-25 2016-12-29 Karmic Energy Llc Mobile monitoring process with gas sensing technology
CN104964168A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 成都国光电子仪表有限责任公司 无人值守天然气监控系统
WO2017044435A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Honeywell International Inc. Gas detector with normalized response and improved sensitivity
DE102015219250A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Inficon Gmbh Erfassung von Prüfgasschwankungen bei der Schnüffellecksuche
US10393591B2 (en) 2015-10-09 2019-08-27 Honeywell International Inc. Electromagnetic radiation detector using a planar Golay cell
CN108883843A (zh) * 2015-11-25 2018-11-23 克里蒂尔系统公司 气体管理系统和控制器
BR112018016441A2 (pt) * 2016-02-12 2018-12-26 Detcon Inc sensor de detecção de gás sem fio
US10001427B2 (en) * 2016-02-15 2018-06-19 Kane Usa, Inc. Leak detector
EP3211416B1 (en) * 2016-02-23 2018-09-12 iQunet BVBA A battery-powered, wireless gas sensing unit
US10393712B2 (en) * 2016-03-22 2019-08-27 Cummins Inc. Systems and methods using a gas quality sensor
US11815504B2 (en) * 2016-07-11 2023-11-14 Quipip, Llc Sensor device, and systems and methods for obtaining measurements of selected characteristics of a concrete mixture
CN106124706A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 陕西天洋智能科技有限公司 易燃易爆危化品预测预警云系统
US10900922B2 (en) 2018-07-17 2021-01-26 Msa Technology, Llc Power reduction in combustible gas sensors
US10895562B2 (en) * 2018-10-15 2021-01-19 Honeywell International Inc. Method and apparatus for determining the composition of one or more gases
CN109459403A (zh) * 2018-12-12 2019-03-12 镇江中煤电子有限公司 煤矿井下多气体检测装置及检测方法
GB201820293D0 (en) 2018-12-13 2019-01-30 Draeger Safety Ag & Co Kgaa Gas sensor
IT201900006920A1 (it) * 2019-05-16 2020-11-16 Ft System Srl Metodo ed apparato per il riconoscimento della presenza di fughe da contenitori sigillati
US11703473B2 (en) 2019-12-11 2023-07-18 Msa Technology, Llc Operation of combustible gas sensor in a dynamic mode with a constant resistance setpoint
US10962517B1 (en) 2020-02-11 2021-03-30 Honeywell International Inc. Method and apparatus for fast-initialization gas concentration monitoring
CN111473921B (zh) * 2020-04-16 2022-09-09 国网湖南省电力有限公司 一种六氟化硫泄露报警装置的检测系统
US20230152291A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-18 Carrier Corporation Multi-sense platform for iaq hazard classification
CN116539231B (zh) * 2023-07-06 2023-09-05 江西省化学工业设计院 一种化工危险气体的远程监测方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU515062A1 (ru) * 1975-01-27 1976-05-25 Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения Способ анализа смесей газов или жидкостей
RU2149381C1 (ru) * 1999-06-29 2000-05-20 Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Способ одновременного определения адсорбционной и десорбционной ветвей изотерм адсорбции азота и устройство для его осуществления
JP2002109656A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Tokyo Gas Co Ltd ガス漏れ検知システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652968C2 (de) * 1996-09-02 2003-11-13 Bosch Gmbh Robert Meßanordnung zur Bestimmung von Gasbestandteilen in Gasgemischen
US5929318A (en) * 1997-05-02 1999-07-27 Illinois Instruments, Inc. System and method for sensing low levels of a particular gas in an atmosphere
US6321588B1 (en) 1998-09-11 2001-11-27 Femtometrics, Inc. Chemical sensor array
GB9820009D0 (en) * 1998-09-14 1998-11-04 Mini Agriculture & Fisheries Artificial olfactory sensing system
DE10006313B4 (de) * 2000-02-12 2008-04-10 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Anlagenüberwachungssystem
US6661233B2 (en) * 2001-10-15 2003-12-09 Rae Systems, Inc. Gas analyzer with real-time broadband monitoring and snapshot selective detection
US6859737B2 (en) 2001-11-29 2005-02-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Gas detection apparatus and automatic ventilation system for vehicle
US6812708B2 (en) * 2002-06-04 2004-11-02 Scott Technologies, Inc. Combustible-gas measuring instrument
AU2003302720B9 (en) * 2002-07-19 2008-08-21 Smiths Detection-Pasadena, Inc. Non-specific sensor array detectors
US7084379B2 (en) * 2004-03-22 2006-08-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Control apparatus for gas sensor
NO323259B1 (no) 2004-03-31 2007-02-19 Sensonor As Miniatyr-gassensor
NO321281B1 (no) 2004-09-15 2006-04-18 Sintef Infrarod kilde
JP3950135B2 (ja) 2004-11-26 2007-07-25 株式会社日立製作所 ガス検知システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU515062A1 (ru) * 1975-01-27 1976-05-25 Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения Способ анализа смесей газов или жидкостей
RU2149381C1 (ru) * 1999-06-29 2000-05-20 Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Способ одновременного определения адсорбционной и десорбционной ветвей изотерм адсорбции азота и устройство для его осуществления
JP2002109656A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Tokyo Gas Co Ltd ガス漏れ検知システム

Also Published As

Publication number Publication date
CA2693097C (en) 2016-08-16
CA2693097A1 (en) 2009-01-22
EP2167954A4 (en) 2015-04-29
NO327678B1 (no) 2009-09-07
MX2010000583A (es) 2010-07-30
EP2167954A1 (en) 2010-03-31
RU2010105236A (ru) 2011-08-27
US20100219960A1 (en) 2010-09-02
ES2652113T3 (es) 2018-01-31
US8373568B2 (en) 2013-02-12
NO20073690L (no) 2009-01-19
CN101796409A (zh) 2010-08-04
DK2167954T3 (da) 2018-01-29
WO2009011593A1 (en) 2009-01-22
CN101796409B (zh) 2013-03-27
EP2167954B1 (en) 2017-11-01
BRPI0814109A2 (pt) 2015-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2466382C2 (ru) Детекторная система и способ обнаружения или определения конкретного газа в газовой смеси
US8054188B2 (en) Carbon monoxide detector, system and method for signaling a carbon monoxide sensor end-of-life condition
CA3010070C (en) Gas leak detection and location determination
CN101341521A (zh) 便携监视器
KR101864612B1 (ko) 자동 환기 시스템과 연동되는 화재 경보 방법 및 장치
NL2016828B1 (en) Method for monitoring gas concentrations at a site
CN207065101U (zh) 燃气泄漏监测报警装置
RU95849U1 (ru) Беспроводный газовый датчик с автономным питанием
KR102275994B1 (ko) 비화재보를 예방할 수 있는 화재감지 시스템
CN214066929U (zh) 一种基于tdlas技术的甲烷泄露监测系统
CN102606889A (zh) 燃气阀井泄漏监测终端
CN109387341A (zh) 基于气体浓度和物理量监测的复合式燃气泄漏监测报警装置及方法
JP2015121946A (ja) ガス検知システム
CN204536199U (zh) 太阳能供电开放光路天然气泄漏监测系统
KR102206600B1 (ko) 점검용 화재신호로 화재감지기를 점검할 수 있는 화재감지 점검 시스템
CN206773904U (zh) 一种基于无线物联网通信的通用探测器底座
CN103956024A (zh) 一种遇险报警系统
RU160116U1 (ru) Универсальная цифровая платформа для интеграции газовых сенсоров разного типа
TWI570406B (zh) Ball environment detection device with solar module
US20230298452A1 (en) Apparatus and methods for aggregated gas detection
RU173785U1 (ru) Сигнализатор загазованности
CN219573926U (zh) 一种基于激光多传感的地下相邻空间气体浓度监测装置
CN202256285U (zh) 一种可移动气体探测装置
Vincke et al. A Concept for an Ultra-low Power Sensor Network-Detecting and Monitoring Disaster Events in Underground Metro Systems
CN211825680U (zh) 一种煤矿管道用激光甲烷传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20201125