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气体监测案例
发布时间： 2011-11-10 09:19 浏览次数：
一．典型案例
海南民生燃气气源厂担负着下游用户燃气供应的重要责任，其运行的安
全性和可靠性尤为重要，因此气源厂可燃气体泄漏检测系统选型中，检测系
统的安全性和可靠性也是一个至关重要的指标。光纤气体传感器是一种无需
供电本质安全的传感器，因此从安全性和考考性方面考虑，光纤气体传感器
无疑有着不可比拟的优势，此外，光纤气体传感检测系统在检测灵敏度、响
应速度、使用寿命等方面也有诸多优势，主要原因是其特有的系统结构、信
号处理方式，一个典型的光纤气体传感检测系统如下图所示。
本质安全
光纤气体传感器核心为一个气室，工作中靠气室内的气体对传输其中的光波
吸收作用实现传感目的，因传感和传输均为光信号通过光缆进行传输，因此
检测区域内没有电气连接，不会有火花、发热等问题，安全性极高不存在安
全隐患。
可靠性高，不受催化毒气、低氧、温度、湿度等因素影响，环境适应能
力强
光纤气体传感器“敏感元件”即是待测气体，气体对光谱的吸收作用只与其
成份和浓度相关，不受其它毒气、低氧、温度、湿度等因素的影响。
检测灵敏度高，响应速度快采用半导体激光器谐波调制技术进行信号处
理，可有效消除因各种因素引起的噪声影响，对浓度很低的待测气体仍有明
显反应，检测灵敏度高。从中央处理单元发出的信号传输到气室后便携带检
测信息返回检测单元，无需中间转化环节，因此传感器响应是即时响应，惯
性和延迟极小。
使用过程中无需二次校准
特殊的系统结构及信号处理方法使得系统具有自检测和自校准功能，在使用
过程中仪器会通过反射信号能量实现自检，通过内置参考通路实现自校准。
维护简单，使用寿命长，长期拥有成本低
维护工作仅仅是定期对气室防尘罩进行除尘，保证气体能够顺利自由扩散到
气室内，简单易操作。感器内没有消耗器件，没有机械动作，使用寿命长，
大于5年（目前最早的项目5年前实施）。
传输信号距离远，不受电磁干扰，也不会对外产生电磁辐射，环境友好
系统传输和传感均为光信号，通过光缆来实现，传输距离远，可达30km，因
此单套检测仪器监测范围可覆盖半径30km的区域，信号不受外界电磁、雷击
等干扰。
中央信号处理单元可独立工作，亦可通过USB接口与计算机互联，上传
检测数据及状态信息。
信号处理单元输出数据包括检测浓度信息及传感器状态信息，可以通过多种
接口形式传输到计算机，可供用户统一调度使用，利于整体管理。
二．项目系统构成
1.系统构建目标
随着天然气工业的发展，追求高产、高效、高安全性日益成为企业的生产经
营理念，企业对于生产过程监控、安全环境监测、生产过程信息综合利用等
方面的网络化、自动化以及智能化提出了更高的要求。我们提供的气体泄漏
监测系统主要采用光纤传感技术来实现，确保系统的先进性和可靠性，该系
统可实现全厂区内燃气泄漏的实时在线监测，是海南海口气源厂综合自动化
信息和数字化管理建设的重要组成部分，采集终端集中控制，实时数据可以
直接融入现有监控系统，实现集约高效管理。
2. 系统总体架构
系统总体功能架构如图1所示。
三．各个区域的功能及
（一）气体监测区
气体监测区即为厂区内可能发生燃气泄漏的各位置，包括储罐区、卸车
区、混气撬、减压区、计量间等，传感器的具体分布及连接关系如图2
图3所示布设。其中对于有天然气泄漏隐患的区域我们采用光纤传感器
进行监测，监测终端放置在控制室通过监控主机实施采集，数据统一融
合处理，保证系统的完整性和统一性。
传感器安装
传感器的安装位置及方式对检测效果至关重要。在安装时需要综合考虑
以下因素：如气体泄漏点的密度、被测气体的比重、周围建筑物的影响、
生产设备的新旧程度、风向及常年的气象情况等，在室内还要考虑门窗
的位置。
以下几点为传感器安装中应该遵循的原则：
仪器与被测气体可能泄漏点要保持适当的距离。太近反应速度快，但
如果泄漏频繁，可能报警次数过多，或长期处于报警状态使人麻痹。
仪器要安装在泄漏点的下风向。
在室内安装时，如果泄漏源在室外，仪器要安装在进风口处。
由于本方案中所选用传感器均为自由扩散吸收式结构，要根据被测气
体与空气的比重来确定传感器安装的高度。如NG泄漏监测传感器应该安装
在可能发生泄漏点的上方一定距离。
仪器要防止受高温热源的辐射，过高的温度或过低的温度都会影响传
感器的使用效果及寿命。
传感器与信号采集终端连接
光纤气体传感器通过光缆与信号采集终端CCU连接，每个气体传感器需占
用两条光纤，一条信号输入通道另一条为信号返回通道。在相近区域的光
纤气体传感器利用一个光路分配器进行连接，光路分配器与信号采集终端
CCU通过主干光缆进行连接。
（二）监测主机柜
监测主机柜由光纤式气体传感器信号采集终端CCU、监控主机构成，是系
统的核心单元。
监控主机负责数据的接收、处理、本地显示及存储工作。主机通过USB口
与光纤气体传感器信号采集终端相连。监测结果通过直观的界面在本地进
行显示，效果图如图4所示。
图4. 气体泄漏实时监控主界面效果图（根据客户需要来设计软件界面）
当监测气体浓度超过用户设定阈值时，系统可实时发出报警信号，并在图中
给出明确的位置指示，帮助用户迅速定位故障点。
三系统扩展接口部分
系统扩展接口部分可以连接声光报警装置，或者其它联动设备，如喷淋灭火
装置、阀门控制装置等。接口输出形式可由用户选择4~20mA电流或继电器接
口。
为了对数据进行远程传输以便上一级单位使用，或者直接接受上一级单位对
系统的控制，可通过有线以太网方式或无线网络方式对系统进行扩展，与远
程主控室进行互联。
考虑到目前运营企业大多采用了数据管理系统（如SCADA），为了实现数据
的融合与共享，数据传输格式可根据现有系统进行调整封装。
四总监控室
总监控室是指上一级单位所设监控室（如市政信息化管理处室或灾情监测
处室等），根据实际情况可与之进行互联。
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