工業安全領域裡,危險區域的無線傳感器應用正越發普遍,這些裝置能夠於易燃易爆環境中穩定運作,實時監測溫度、壓力、氣體濃度等關鍵參數,極大提高了生產安全水準,和傳統有線傳感器相較,無線方案解決了佈線難題,降低了安裝維護成本,為工業物聯網在特殊環境裡的應用提供了關鍵技術支持。
無線傳感器如何防爆
無線傳感器具備的防爆性能是經由三種不同技術達成的,本質安全型技術會把電路能量抑制在無法引發燃燒的水準,隔爆型技術運用堅固的外殼去包容有可能出現的爆炸情況,而增安型技術借助額外的保護舉措以防電弧或者火花得以產生。在石化廠裡面實際的運用場景下,本質安全型的設備常常在檢測儀表那裡出現,採用隔爆型這項技術的大多適用於動力設備。進行選擇之際要依據區域那種等級(0區、1區、2區)去匹配防護方面的等級層次;比如說在0區這個區域就一定要運用本質安全型或者澆封複合型這種防護方式。
安裝的時候,要格外重視電纜引入裝置的密封性,防止爆炸性氣體經由線纜縫隙進到設備內部。日常做維護時,要定期查看防爆接合面是不是完好,緊固螺栓有沒有鬆動。在煉油廠的案例當中,曾經因為防爆撓性管連接處密封失效致使氣體滲入,幸好隔爆外殼有效阻止了後續可能出現的爆炸,這充分證實了防爆結構完整性的重要意義。
無線傳感器如何確保信號傳輸
在有著眾多金屬設備的工業場景裡頭,無線傳輸遭遇多種挑戰。 2.4GHz頻段雖說通用,然而極易受到干擾,Sub-1GHz頻段在穿透性這方面展現更佳。當採用Mesh網狀網絡拓撲時,每個傳感器節點都擁有中繼功能,一旦某個節點出現故障就能自動重新路由。在化工廠的實踐當中,Mesh網絡成功地在儲罐區達成了99.9%的通信可靠性,即便30%節點失效依舊能夠維持傳輸。
對功耗控制來講,時間同步技術是極其關鍵重要的,實行TSCH協議之際,設備處於休眠狀態的時間佔了99%,僅僅只是在指定的時隙才會被喚醒去收發數據。在天然氣處理廠的運用表明,這樣的方案能夠讓傳感器的續航時間延長到5年以上,與此同時還需要留意金屬結構對信號的衰減作用,借助現場信號測繪來確定最佳的安裝位置,防止把傳感器直接安裝在大型金屬設備背面所形成的信號陰影區域。
無線傳感器監測哪些參數
危險區域內,氣體濃度監測屬於最為核心的功能,催化燃燒式用以檢測可燃氣體,電化學專門針對有毒氣體,紅外適用於缺氧環境,油氣平台之上,組合運用這些成功給出過多起甲烷積聚事件的預警,溫度監測領域,表面安裝的熱電偶能夠實時追踪設備過熱,某化工廠借助持續監測反應釜溫度,及時發覺並處理了冷卻系統故障。
壓力監測同樣是關鍵的,運用壓阻式傳感器能夠精準地測量管道壓力的波動。於液化天然氣儲罐區域,無線壓力傳感器跟安全閥進行聯動,當壓力快要接近臨界值的時候會自動啟動洩壓程序。振動監測是藉助三軸加速度計來捕捉設備異常振動的,煉油廠相關案例顯示該技術能夠提前兩週對離心泵的軸承磨損作出預警,從而為計劃性維修爭取到了寶貴時間。
無線傳感器如何供電
供電方案對傳感器部署的靈活性有著直接影響,鋰電池憑藉能量密度高成為了主流選擇,不過要留意在極端溫度下的性能衰減情況,在北極油氣田時,普通鋰電池於-40℃環境下容量會驟減50%,而寬溫鋰電池僅損失15%的容量,能量採集技術正處於興起階段,光伏供電適宜戶外裝置,熱電發電能夠利用工業餘熱,某輸油管道借助管壁與環境的溫差達成了完全自供電。
針對高功耗應用情形,存在可採用無線供電組合方案的方式。於爆炸性環境裡使用能量收集器之際,務必要保證該能量收集器自身符合防爆相關要求。某天然氣壓縮站以創新性的舉措,將壓電發電裝置安置於工藝管道之上,借助流體動能來進行發電,如此一來,既規避了佈線所存在的風險,又達成了持續供給電力這個目標。定期去開展檢查電池健康狀態的行為是極其關鍵重要的,建議構建起電池更換預警機制,以此來防止因電量耗盡從而致使監測出現盲區這種情況發生。
無線傳感器安裝注意事項
安裝位置的選擇,要兼顧監測效果以及安全性,氣體傳感器應該放置在氣體可能出現積聚的位置,像設備的下風向、坑道的底部等地方,不過要避開氣流劇烈擾動的區域,在製藥廠的防爆區,把酒精蒸汽傳感器安裝在通風口附近之後,檢測的靈敏度提高了三倍,固定方式要依據表面特性來選擇,磁力座適合平整的鋼鐵表面,在粗糙的混凝土牆面上則需要用到防爆膨脹螺栓。
安裝的時機,要選在工藝停車去檢修的期間,而且必須得事先去進行可燃氣體的檢測。有一家煉化企業,曾在設備運行著的時候去安裝傳感器,雖說辦理了動火作業的票,然而因為靜電釋放導致閃燃事故發生了。接線的時候,必須保證防爆接口那個的螺紋完全咬合,使用力矩扳手達到規定的扭矩。完成安裝之後,要用防爆膠泥密封所有的進線口並進行全面的功能測試與信號強度的測繪。
無線傳感器如何維護
顯著提升系統可靠性的方式是建立預防性維護體系,日常巡檢涵蓋外觀檢查、電池電量讀取、信號強度檢測等方面,某石化園區借助每月一回的自動診斷把設備故障率控制在百分之零點一以現下,清潔作業應當運用防靜電抹布,防止使用易產生靜電的化纖材料來進行,當察覺傳感器殼體積塵厚度超過一毫米時就要立刻加以清理,畢竟積塵會對散熱以及防爆性能造成影響。
校準週期需要依據傳感器類型來加以確定,催化燃燒式傳感器給出的建議是3個月校準一回,電化學傳感器最長時間不超出6個月。於氯氣處理車間當中,由於沒有及時給傳感器進行校準從而致使其靈敏度出現下降,差一點兒就錯過洩漏預警。備件管理得合理去設置安全庫存,針對關鍵監測點的傳感器應當維持保持現場備用狀態。維護記錄務必要詳細地進行存檔,這些數據既是優化維護週期的憑據,也是安全審計的重要證據。
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