摘要:当城市把燃气、污水、电力、通信全部搬进地下“集体宿舍”,如何防止这 3.5 m×3.0 m 的密闭空间变成“隐形炸弹”?一套“能听见气体呼吸”的实时监测系统,正在成为每一座智慧管廊的标配。今天,我们把镜头对准“四气卫士”——CH₄、H₂S、CO、O₂全参数检测
“地龙”不再沉默:城市综合管廊四气卫士24小时在线,让甲烷、硫化氢、一氧化碳、氧气无处遁形!
【封面导语】
当城市把燃气、污水、电力、通信全部搬进地下“集体宿舍”,如何防止这 3.5 m×3.0 m 的密闭空间变成“隐形炸弹”?一套“能听见气体呼吸”的实时监测系统,正在成为每一座智慧管廊的标配。今天,我们把镜头对准“四气卫士”——CH₄、H₂S、CO、O₂全参数检测仪,告诉你它是如何用 0.1 ppm 的精度,撑起城市生命线的安全穹顶。
一、项目痛点:为什么必须“四气同测”?
1. 燃气舱:甲烷≥1 %VOL 即可达爆炸下限,传统巡检“闻味”早已失效。
2. 污水舱:硫化氢 10 mg/m³ 就能触发闪电式中毒,且臭阈值远高于危险值。
3. 电力舱:电缆过热阴燃,一氧化碳先于明火出现,是“火灾前哨站”。
4. 综合舱:氧气 19.5 % 以下即缺氧,23.5 % 以上又可能加速火势,区间仅 4 %,必须秒级响应。
二、检测原理:给气体做“指纹鉴定”
1. 甲烷 CH₄
采用抗中毒催化燃烧 + 双元补偿电桥,当可燃分子接触载体催化剂,微燃烧产生 0~100 mV 电桥差分信号,线性输出 0–100 %LEL,响应时间 T₉₀<15 s。
2. 硫化氢 H₂S
电化学三电极扩散式,工作电极与对电极间产生 μA 级电流,大小与浓度成正比;内置过滤网可抗 SO₂、NO₂ 交叉干扰,分辨率 0.01 ppm。
3. 一氧化碳 CO
无功耗固态电化学,利用四电极逻辑差分算法,自动消除温湿度零点漂移,量程 0–500 ppm,线性相关系数 R²≥0.9998。
4. 氧气 O₂
荧光猝灭光学原理(Luminescence Quenching),无需更换“氧电池”,5 年寿命,0–25 %VOL 全量程温度补偿误差<0.3 %。
三、产品特点:专为“地下 365 天”设计
✓ 本安防爆 Ex d ia IIC T6 Gb,可在 Zone 1 带电维护
✓ IP66 全铝喷砂壳体,-40 ℃~+70 ℃、5 %~95 %RH 长期运行
✓ 热插拔模组,1 分钟完成传感器更换,无需标定即可上线
✓ 自带 OLED 彩屏,地下 5 m 可视距离>3 m
✓ 三信号同步:4–20 mA + RS485(Modbus-RTU) + 无线 LoRa,地面可免布线
四、系统功能:从“感知”到“治愈”的闭环
1. 全域布点:燃气舱每 15 m 一台,污水舱每 20 m 一台,电力/综合舱每 30 m 一台,形成“蜂窝式”感知网。
2. 分区联动:当任意点 CH₄≥1 %VOL 或 H₂S≥10 mg/m³,系统 1 s 内启动本分区及相邻分区事故风机,并关闭该段门禁,防止“回风”扩大危险。
3. 双级报警:现场 85 dB 声光+地面监控中心短信/微信/钉钉机器人推送,支持 GB28181 级联至市政应急平台。
4. 数据资产:所有浓度、温湿度、风机电流、门禁状态实时写入 PostgreSQL,支持 BI 看板一键导出“安全运行月报”,为保险核保、运维考核提供量化依据。
五、解决方案:一次部署,十年无忧
① 前端感知层:三卫科技四合一体检测仪 + 投入式液位计 + 温湿度变送器
② 传输层:RS485 手拉手→管廊顶部弱电桥架→光纤环网→地面机房;偏远节点用 LoRa 自组网补盲
③ 平台层:WANDI MindGAS® 2.0,支持 OPC UA、MQTT,可对接阿里 IoT、华为 ROMA
④ 运维层:每年一次“零点+量程”两点标定,五年更换荧光氧传感器,催化甲烷元件 3 年一换,全部配件支持热插拔,运维窗口<30 min/点
六、选点与安装注意
1. 选点优先顺序:燃气阀门→污水检查井→电缆接头→通风最不利点→人员出入口
2. 安装高度:
CH₄(轻于空气)距顶板 15–30 cm;
H₂S、CO(重于空气)距地坪 30–60 cm;
O₂ 居中 1.2 m,代表人员呼吸带
3. 避开强排风口 1.5 m,防止“风幕”稀释导致漏报
4. 电源与信号线分管敷设,间距≥20 cm,避免电磁耦合
5. 每台设备底座自带 304 不锈钢雨罩,安装倾角≤3°,确保冷凝水顺势导出
七、执行标准与报警设定
GB 50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》
GB/T 51274-2017《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准》
GBZ/T 205-2007《密闭空间作业职业危害防护规范》
关键阈值:
甲烷一级 1 %VOL、二级 2 %VOL;
硫化氢一级 5 ppm、二级 10 ppm;
CO 一级 30 ppm、二级 100 ppm;
O₂ 欠氧 19.5 %VOL、富氧 23.5 %VOL
八、核心参数(文字版)
检测原理:催化燃烧+电化学+荧光猝灭
测量范围:CH₄ 0–100 %LEL,H₂S 0–50 ppm,CO 0–500 ppm,O₂ 0–25 %VOL
分辨率:CH₄ 1 %LEL,H₂S 0.01 ppm,CO 0.1 ppm,O₂ 0.01 %VOL
响应时间:T₉₀≤15 s(催化)/≤20 s(电化学)/≤10 s(光学)
示值误差:≤±3 %FS(CH₄、O₂)、≤±5 %(H₂S、CO)
防爆等级:Ex d ia IIC T6 Gb
防护等级:IP66
工作温度:-40 ℃~+70 ℃
湿度范围:5 %~95 %RH(无凝露)
通信:4–20 mA、RS485(Modbus-RTU)、LoRa 470 MHz
电源:24 VDC(18–30 V),功耗<3 W
重量:2.1 kg(含雨罩)
尺寸:200 mm×162 mm×90 mm
来源:三卫遥测