Cos'è un sensore di idrogeno solforato?

Un sensore di idrogeno solforato (H ₂ S) è un sensore di gas che può essere costruito su diverse specifiche di progettazione per rilevare livelli di idrogeno solforato creato durante i processi industriali e biologici.Tali sensori sono molto importanti in vari settori a causa del fatto che l'idrogeno solforato è un gas estremamente tossico.L'inalazione di 500 a 1000 parti per milione (ppm) in volume provoca quasi sempre l'incoscienza e la morte immediate.Alcune unità di sensori di idrogeno solforato sono componenti di emergenza monouso, mentre altri progetti di sensori H ₂ S vengono realizzati per rilevare ripetutamente il gas e durano per molti anni.

Molte industrie hanno bisogno del sensore di idrogeno solforato, ma tra iI più comuni sono l'industria petrolchimica in cui è un sottoprodotto naturale della produzione di petrolio greggio e gas naturale e impianti di trattamento delle acque reflue municipali.Le aree correlate che producono idrogeno solforato comprendono l'allevamento di pesci o l'acquacoltura, lo stoccaggio di letame per fertilizzanti e le regioni in cui esistono gas vulcanici o sorgenti termali.Le raffinerie e le piante da forno al coke che convertono il carbone in coke attraverso un processo di riscaldarlo in un ambiente privo di ossigeno sono anche posizioni in cui un sistema di rilevamento del sensore di idrogeno solforato è fondamentale.Fuci d'intesa, acciaierie e concerie producono anche il gas e, poiché è un sottoprodotto naturale della rottura della materia organica da parte dei batteri, è anche un potenziale pericolo in diversi tipi di fabbriche di trasformazione alimentare.

La capacità di naturaleRilevare livelli pericolosi ma molto bassi di idrogeno solforato nell'aria può essere difficile per diversi motivi.Uno dei motivi è che si tratta di un gas incolore e trasparente che è più pesante dell'aria, in modo che tende a stabilirsi a bassi livelli negli edifici in cui inizialmente può passare inosservato.Mentre ha un odore di uova marcio a basse concentrazioni, l'odore cambia in un dolce a livelli più alti, che può confondere i sensi.Esistono quindi diversi metodi per rilevare il gas in campioni biologici rispetto alle concentrazioni di aria o acqua.

Un design tipico per un sensore portatile ad uso continuo si basa su una cella a combustibile del sistema microelettromeccanico (MEMS) che può funzionare tra un intervallodi -22 e deg;a 122 e deg;Fahrenheit (-30 deg; a 50 deg; Celsius) e utilizza il principio di resistenza elettrica.Il sensore MEMS è costruito su un materiale a semiconduttore di ossido di metallo (MOS) di ossido di stagno microscopico o film di metalli oro che rispondono alle variazioni della resistenza elettrica man mano che il gas idrogeno solforato li passa.Tali sensori hanno tempi di risposta rapidi e possono essere accurati fino a 25 parti per miliardo (PPB), ma, il più delle volte, sono progettati per rilevare solo livelli più alti del gas.Sono poco costosi, tuttavia, e sono comunemente dispiegati in condizioni climatiche approssimative, come la prospettiva e la perforazione di petrolio e gas.

Un sensore di idrogeno solforato progettato per rilevare il gas in acqua e fanghi si basa anche sul principio della potenziometriaCambiamenti nella forza elettromotrice nell'acqua.I rilevatori di acqua possono misurare i livelli di gas a meno di 0,3 ppb e sono spesso integrati in misuratori di pH standard utilizzati nel settore del trattamento delle acque reflue.Richiedono la calibrazione frequente per essere accurata, tuttavia, che di solito è programmata una volta al mese.Si verifica un problema del sensore di deriva frequente con le unità necessarie per misurare tali livelli fini, il che indica che la lettura di output visualizzata è offset dal valore misurato effettivo.In un sensore di idrogeno solforato utilizzato in un ambiente liquido, una gamma di deriva di plusmn; 0,5 millivolt (MV) è standard, ma la deriva può spesso raggiungere fino a 2 mV tra un mese nelle letture.

ILL'altra parte di idrogeno solforatoI progetti di sensori sono integrati in unità portatili trasportate dal personale dei servizi di emergenza in grado di rilevare altri gas pericolosi come il monossido di carbonio.Tipi simili di unità collocati nelle strutture sono corrosione ed esplicaResistente all'oSive, che sono due proprietà del gas idrogeno solforato.Sono in grado di operare per due o cinque anni con un consumo di energia molto basso e nessun degrado nella capacità di rilevazione continua dopo essere stati esposti al gas.

Il livello di sensibilità e i tempi di risposta di meno di un minuto sono stati migliorati negli ultimi anniSensore di idrogeno solforato incorporando materiali progettati su scala nanometrica.Ciò supporta nuovi regolamenti negli Stati Uniti a partire dal 2010. La Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH) ha ridotto i livelli di esposizione accettabili al gas per una media ponderata di otto ore da 10 ppm a 1 ppm e un livello di esposizione a breve termine di15 ppm fino a 5 ppm.