分层式气体和火焰监测

石油化工设施的室内与室外区域内有大量拥挤的复杂设备，如储罐、泵、管道和阀门等。而气体泄漏是来自密度、环境温度、附近气流（包括风）等因素的综合影响的结果。尽管在特定的系统中安装了固定式气体和火焰检测仪，但如果泄漏物或火焰无法到达气体传感器附近或火焰传感器可见范围内，仍无法检测到这些泄漏物或火焰。（图1）

石油化工设备通常广泛采用传感技术来实现气体和火焰的检测，其中包括催化燃烧式（CB）、点红外（PIR）、开路式红外（OPIR）、超声波（UGLD）和光学技术等。所有这些技术都有其特定的优势（取决于应用环境），但也存在局限性。例如，

1.风可以把即将进入传统催化燃烧式传感器中的带检测的泄漏气体吹走。

2.由于氢气不吸收红外能量，因而无法用红外检测仪探测氢气。

3.加压管道的气体泄漏会产生超声波噪声，然而其它设备也可以触发超声波检测仪。

4.来自储箱和炎热天气反光表面的热量会对光学火焰检测仪产生影响。

5.在某些情况下，每种传感器都容易受到错误警报的影响，因为没有一种气体和火焰检测方法是简单的。虚假警报可能会导致不必要的工艺停止或设备关闭，通过减少生产和耗时的审查，随着时间的推移，会给员工提供一种虚假的安全感。

红外气体检测仪具有两种波长，一种是可被检测气体所吸收的“活动波长”，另一种是不能被检测气体所吸收的“参考波长”。两种波长都不能被常见大气成分（如水蒸气、氮气、氧气或二氧化碳）所吸收。点红外检测仪通过活动光束的光学红外吸收功能来测量烃类气体浓度。第二个参考光束遵循相同的光程，但其中包含未被检测气体吸收的波长的辐射。

红外光束的开路式红外探测路径可以从小于10厘米（典型的点红外检测仪路径距离）到100米以上。设备通常采用反射器，或由不同外壳封装的单个红外发射器和接收器。开路式红外检测仪可用于监测LEL-m和ppm-m范围内的大小泄漏，覆盖几个潜在泄漏源沿线的较大空旷区域，如一排阀门或水泵，以及泄漏周长监测。

采用神经网络技术（见下文）的超声波气体检漏仪具有模式识别能力，其能对压力气体泄漏产生的超声波噪声做出响应。通过超声波噪声可测量泄漏率，建立警告和报警阈值。由于检测仪能“听到”气体泄漏，因而气体无需到达传感元件处。这些检测仪最适合室外安装和高通风率的室内空间。

通过结合紫外光学传感器和红外（IR）传感器，可形成对火焰所发出紫外线和红外线辐射敏感的双频火焰检测仪。与纯紫外线检测仪相比，紫外/红外火焰检测仪具有更高的免疫力，以中等的响应速度工作，并适合室内和室外使用。

先进的多光谱红外（MSIR）火焰检测仪结合了多个红外传感阵列和神经网络智能，这些检测器具有模式识别功能，可以区分实际威胁和正常事件，从而减少错误警报。多光谱红外技术的面积覆盖范围比传统红外火焰检测仪的覆盖范围大6倍。