Τι είναι ο αισθητήρας υδρογόνου;

Ένας αισθητήρας υδρογόνου (H ₂ s) είναι ένας αισθητήρας αερίου που μπορεί να κατασκευαστεί σε διάφορες διαφορετικές προδιαγραφές σχεδιασμού για την ανίχνευση των επιπέδων υδρογόνου που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια βιομηχανικών και βιολογικών διεργασιών.Αυτοί οι αισθητήρες είναι πολύ σημαντικοί σε διάφορες βιομηχανίες λόγω του γεγονότος ότι το υδρόθειο είναι ένα εξαιρετικά τοξικό αέριο.Η εισπνοή 500 έως 1000 τμημάτων ανά εκατομμύριο (ppm) κατ 'όγκο σχεδόν πάντα οδηγεί σε άμεση απώλεια αισθήσεων και θανάτου.Ορισμένες μονάδες αισθητήρων υδρογόνου υδρογόνου είναι συστατικά έκτακτης ανάγκης μιας χρήσης, ενώ άλλα σχέδια αισθητήρων H ₂ S είναι κατασκευασμένα για να ανιχνεύουν επανειλημμένα το αέριο και να διαρκούν για πολλά χρόνια.Οι πιο συνηθισμένες είναι η πετροχημική βιομηχανία όπου είναι ένα φυσικό υποπροϊόν της παραγωγής αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου και των δημοτικών μονάδων επεξεργασίας λυμάτων.Οι σχετικές περιοχές που παράγουν υδρόθειο περιλαμβάνουν ιχθυοκαλλιέργεια ή υδατοκαλλιέργεια, την αποθήκευση κοπριάς για λίπασμα και περιοχές όπου υπάρχουν ηφαιστειακά αέρια ή θερμές πηγές.Τα διυλιστήρια και τα φυτά οπτάνθρακα που μετατρέπουν τον άνθρακα σε οπτάνθρακα μέσω μιας διαδικασίας θέρμανσης σε ένα περιβάλλον απαλλαγμένο από οξυγόνο είναι επίσης θέσεις όπου ένα σύστημα ανίχνευσης αισθητήρα υδρογόνου είναι κρίσιμο.Τα χαρτοπετσέτες, οι χάλυβα και οι βυρσοδεψίες παράγουν επίσης το αέριο και, δεδομένου ότι είναι ένα φυσικό υποπροϊόν της διάσπασης της οργανικής ύλης από τα βακτήρια, είναι επίσης ένας πιθανός κίνδυνος σε διάφορους τύπους εργοστασίων επεξεργασίας τροφίμων.

Η ικανότητα φυσικάΗ ανίχνευση επικίνδυνων αλλά πολύ χαμηλά επίπεδα υδρογόνου στον αέρα μπορεί να είναι δύσκολο για διάφορους λόγους.Ένας λόγος είναι ότι είναι ένα άχρωμο και διαφανές αέριο που είναι βαρύτερο από τον αέρα, έτσι ώστε να τείνει να εγκατασταθεί σε χαμηλά επίπεδα σε κτίρια όπου μπορεί αρχικά να περάσει απαρατήρητο.Ενώ έχει μια οσμή Rotten-Egg σε χαμηλές συγκεντρώσεις, η οσμή αλλάζει σε ένα γλυκό σε υψηλότερα επίπεδα, γεγονός που μπορεί να συγχέει τις αισθήσεις.Επομένως, υπάρχουν αρκετές διαφορετικές μέθοδοι ανίχνευσης του αερίου σε βιολογικά δείγματα έναντι συγκεντρώσεων αέρα ή νερού.

Ένας τυπικός σχεδιασμός για έναν φορητό αισθητήρα συνεχούς χρήσης βασίζεται σε ένα κύτταρο καυσίμου μικροηλεκτρομηχανικού συστήματος (MEMS) που μπορεί να λειτουργήσει μεταξύ ενός εύρους-22 deg;σε 122 deg;Το Fahrenheit (-30 deg, έως το 50 deg, Κελσίου) και χρησιμοποιεί την αρχή της ηλεκτρικής αντίστασης.Ο αισθητήρας MEMS είναι χτισμένος σε ένα υλικό ημιαγωγού μεταλλικού οξειδίου (MOS) μικροσκοπικού οξειδίου του κασσίτερου ή χρυσού μεταλλικών μεμβρανών που ανταποκρίνονται στις μεταβολές της ηλεκτρικής αντίστασης,Αυτοί οι αισθητήρες έχουν γρήγορες ώρες απόκρισης και μπορούν να είναι ακριβείς σε 25 μέρη ανά δισεκατομμύριο (PPB), αλλά, συχνότερα, έχουν σχεδιαστεί για να ανιχνεύουν μόνο υψηλότερα επίπεδα αερίου.Ωστόσο, είναι φθηνά και συνήθως αναπτύσσονται σε ακατέργαστες κλιματικές συνθήκες, όπως στην αναζήτηση και τη διάτρηση του πετρελαίου και του φυσικού αερίου.

Ένας αισθητήρας υδρογόνου που έχει σχεδιαστεί για την ανίχνευση του αερίου σε νερό και ιλύος βασίζεται επίσης στην αρχή της ποτενσιομετρίας ήΑλλαγές στην ηλεκτρομαγνητική δύναμη στο νερό.Οι ανιχνευτές νερού μπορούν να μετρήσουν τα επίπεδα φυσικού αερίου σε λιγότερο από 0,3 ppb και συχνά ενσωματώνονται σε τυπικούς μετρητές pH που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία επεξεργασίας λυμάτων.Απαιτούν συχνή βαθμονόμηση για να είναι ακριβείς, ωστόσο, η οποία συνήθως προγραμματίζεται μία φορά το μήνα.Εμφανίζεται ένα συχνό πρόβλημα αισθητήρα μετατόπισης με μονάδες που απαιτούνται για τη μέτρηση τέτοιων λεπτών επιπέδων, γεγονός που αποτελεί ένδειξη ότι η ανάγνωση εξόδου που εμφανίζεται αντισταθμίζεται από την πραγματική μετρούμενη τιμή.Σε έναν αισθητήρα υδρογόνου που χρησιμοποιείται σε ένα υγρό περιβάλλον, μια σειρά από παρασυρόμενα plusmn, 0,5 millivolts (MV) είναι στάνταρ, αλλά η μετατόπιση μπορεί συχνά να φτάσει έως και 2 mV σε μήνες στις ενδείξεις.Τα σχέδια αισθητήρων είναι ενσωματωμένα σε φορητές μονάδες που μεταφέρονται από προσωπικό υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης που είναι ικανά να ανιχνεύσουν άλλα επικίνδυνα αέρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα.Παρόμοιοι τύποι μονάδων που τοποθετούνται σε εγκαταστάσεις είναι διάβρωση και εξηγούνταιανθεκτικό στο OSIVE, οι οποίες είναι δύο ιδιότητες του αέριο υδρόθεου.Είναι ικανά να λειτουργούν για δύο έως πέντε χρόνια με πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και χωρίς υποβάθμιση σε συνεχή ικανότητα ανίχνευσης μετά την έκθεση στο αέριο.Αισθητήρας σουλφιδίου υδρογόνου ενσωματώνοντας υλικά κατασκευασμένα στην κλίμακα νανομέτρου.Αυτό υποστηρίζει νέους κανονισμούς στις ΗΠΑ από το 2010. Το αμερικανικό συνέδριο κυβερνητικών βιομηχανικών υγιεινών (ACGIH) έχει μειώσει τα αποδεκτά επίπεδα έκθεσης στο αέριο για οκτώ ώρες σταθμισμένο μέσο όρο από 10 ppm έως 1 ppm και βραχυπρόθεσμο επίπεδο έκθεσης του15 ppm σε 5 ppm.