[发明专利]一种检测空气中活泼金属氧化物浓度的传感器和方法

说明书

本发明公开了一种检测空气中活泼金属氧化物浓度的传感器和方法，所述传感器包括依次连通的第一反应室、第一检测室、第二反应室和第二检测室，所述第一反应室上设置有进气口，所述第一反应室中设置有一氧化碳热催化氧化剂，所述第一检测室中设置有第一二氧化碳敏感薄膜，所述第二反应室中设置有吸水层，所述第二检测室中设置有第二二氧化碳敏感薄膜。利用活泼金属氧化物颗粒在水蒸气环境下易与二氧化碳发生反应，通过检测反应前后二氧化碳浓度差间接反应出活泼金属氧化物颗粒的浓度。

技术领域

本发明属于空气中颗粒成分检测技术领域，具体涉及的是一种检测空气中活泼金属氧化物颗粒浓度的装置，特别是涉及到一种用于危化品仓库火灾环境下，通过检测空气中二氧化碳浓度差间接检测空气中活泼金属氧化物颗粒浓度。

背景技术

危险化学品仓库发生火灾爆炸在我国是一类相对高发的一类事故，通常是由于管理疏忽和违规操作引起的。危化品一般都伴随着易燃易爆和有毒有害等特征，发生火灾时，灭火难度大。危化品种类繁多，对灭火剂的要求不同，其易燃易爆性强，且火灾现场情况复杂，如操作不当易产生二次燃烧，因此，对仓库火场内危化品种类及存储量的掌握是十分重要的。一般情况下，火灾现场往往会产生较多二氧化碳和有毒有害气体，如一氧化碳、氮氧化物等，二氧化碳的含量远高于空气，一般可达5％，这为空气中活泼金属氧化物颗粒的检测提供了适合的条件。

活泼金属是指化学元素周期表中第Ⅰ族和第Ⅱ族的元素，化学性质活泼，单质为固体，在空气中及易与氧气发生反应生产金属氧化物或过氧化物，与水蒸气反应生产氢氧化物，是危化品仓库中常见的一种易燃易爆品。火灾时，活泼金属在空气中剧烈燃烧，产生大量白烟，其主要成分为活泼金属氧化物颗粒，直径大约为几微米到几十微米，活泼金属氧化物颗粒在水蒸气环境下易与二氧化碳反应生产碳酸盐。一般情况下，检测空气中固体颗粒的方法有：激光散射法、激光投射法、电荷法和β射线法。激光散射法和激光投影法对仪器设备要求较高，成本消耗大，人工消耗多，不适用于危化品火灾现场对活泼金属氧化颗粒的检测。电荷法主要利用固体颗粒与侧头的摩擦生电的原理进行检测，而β射线法主要利用滤纸对空气进行过滤，然后对其浓度进行分析，故上述的四种方法均难以检测某一特定物质，均无法满足对活泼金属氧化物颗粒浓度检测的要求。

发明内容

本发明提供了一种用于火灾环境下检测空气中活泼金属氧化物浓度的传感器和方法，解决危化品仓库火灾现场空气中活泼金属氧化物颗粒的定性及定量检测问题。

为达到上述目的，本发明所述一种检测空气中活泼金属氧化物浓度的传感器包括依次连通的第一反应室、第一检测室、第二反应室和第二检测室，所述第一反应室上设置有进气口，所述第一反应室中设置有一氧化碳热催化氧化剂，所述第一检测室中设置有第一二氧化碳敏感薄膜，所述第二反应室中设置有吸水层，所述第二检测室中设置有第二二氧化碳敏感薄膜。

进一步的，一氧化碳热催化氧化剂通过一粘接层固定在第一反应室中，第一二氧化碳敏感薄膜通过第二粘接层固定在第一检测室中，第二二氧化碳敏感薄膜通过第三粘接层固定在第二检测室中。

进一步的，第一粘接层、第二粘接层和第三粘接层的材料为含碳硼烷的酚醛环氧树脂。

进一步的，吸水层的材料为多孔陶瓷。

进一步的，还包括用于加热第一反应室、第一检测室、第二反应室和第二检测室的电热丝。

进一步的，第一反应室和第一检测室的横截面为S形。

进一步的，第一二氧化碳气敏薄膜和第二二氧化碳敏感薄膜材料为掺杂了0.8％-1.2％Ag的CuO-BaTiO₃。

进一步的，一氧化碳热催化氧化剂5含有0.04％wt-0.05wt％Au的Co₃O₄。