清华大学学报(自然科学版)

作者：何庆, 聂士斌, 张红, 刘小勇, 郭贤, 徐良骥

单位：1. 安徽理工大学 安全科学与工程学院, 淮南 232001;<br>2. 合肥综合性国家科学中心 能源研究院安徽省能源实验室, 合肥 230000;<br>3. 安徽理工大学 公共安全与应急管理学院, 合肥 231131;<br>4. 清华大学 合肥公共安全研究院, 合肥 230601

关键词：甲烷泄漏,甲烷探测器,低温-浸水复杂条件,报警浓度,响应时间

基金：安徽高校协同创新项目(GXXT-2022-018,2023g07020001);国家自然科学基金项目(52204194);安徽省自然科学基金项目(2208085QE148);安徽省高等学校科学研究项目(KJ2021A0460)

甲烷气体泄漏会导致火灾爆炸事故的发生,恶劣的环境条件(如低温和浸水)会影响甲烷泄漏的精准检测。该研究系统分析了浸水和低温-浸水复杂条件下催化燃烧式甲烷探测器的响应特性及其影响机制。研究结果表明:浸水会显著降低甲烷探测器的灵敏度,浸水后探测器报警浓度增长90.3 %。相比于室温-浸水,低温-浸水使报警浓度降低23.3 %,响应时间的重复性能提升,平均标准差降低65.16 %。浸水后传感器表面的水膜会阻碍甲烷气体进入传感器内部,使得传感器内甲烷含量降低;浸水还会导致催化剂的比表面积降低和催化剂水中毒,减少了甲烷气体的吸附位点,因此浸水后探测器需要更高浓度的甲烷才能触发报警状态。低温环境下探测器铂丝加热器电阻变化更为显著,吸收较少的催化燃烧反应热就能达到报警所需的电阻变化量,降低了探测器报警所需的甲烷浓度,因此低温环境有效减弱了浸水对探测器的不利影响。该文为进一步研究低温-浸水复杂条件对甲烷探测器性能的影响提供了实验依据,有利于提高甲烷泄漏的精准检测。

来源：2024年第6期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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