เซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์คืออะไร?

เซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H ₂ S) เป็นเซ็นเซอร์ก๊าซที่สามารถสร้างขึ้นตามข้อกำหนดการออกแบบที่แตกต่างกันหลายประการสำหรับการตรวจจับระดับไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่สร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการอุตสาหกรรมและชีวภาพเซ็นเซอร์ดังกล่าวมีความสำคัญมากในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เนื่องจากไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นก๊าซที่เป็นพิษอย่างมากการสูดดม 500 ถึง 1,000 ส่วนต่อล้าน (ppm) โดยปริมาตรมักจะส่งผลให้หมดสติและเสียชีวิตทันทีหน่วยเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์บางตัวเป็นส่วนประกอบฉุกเฉินแบบใช้ครั้งเดียวในขณะที่การออกแบบเซ็นเซอร์ H ₂ S อื่น ๆ ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อตรวจจับก๊าซซ้ำ ๆ และมีอายุการใช้งานเป็นเวลาหลายปี

อุตสาหกรรมจำนวนมากต้องการเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่พบมากที่สุดคืออุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่เป็นผลพลอยได้ตามธรรมชาติของการผลิตน้ำมันดิบและการผลิตก๊าซธรรมชาติและโรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลพื้นที่ที่เกี่ยวข้องที่ผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ ได้แก่ การทำฟาร์มปลาหรือการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำการจัดเก็บปุ๋ยสำหรับปุ๋ยและภูมิภาคที่มีแก๊สภูเขาไฟหรือน้ำพุร้อนอยู่โรงกลั่นและโรงงานเตาอบโค้กที่เปลี่ยนถ่านหินเป็นโค้กผ่านกระบวนการให้ความร้อนในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนเป็นสถานที่ที่ระบบตรวจจับเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นสิ่งสำคัญโรงงานกระดาษโรงสีเหล็กและฟอกหนังยังผลิตก๊าซและเนื่องจากเป็นผลพลอยได้ตามธรรมชาติของการสลายตัวของสารอินทรีย์โดยแบคทีเรียจึงเป็นอันตรายที่อาจเกิดขึ้นในโรงงานแปรรูปอาหารหลายประเภท

ความสามารถในการเป็นธรรมชาติตรวจพบไฮโดรเจนซัลไฟด์ในระดับที่อันตราย แต่ต่ำมากในอากาศอาจเป็นเรื่องยากด้วยเหตุผลหลายประการเหตุผลหนึ่งคือมันเป็นก๊าซที่ไม่มีสีและโปร่งใสซึ่งหนักกว่าอากาศดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะตั้งถิ่นฐานในระดับต่ำในอาคารที่อาจไม่มีใครสังเกตเห็นในขณะที่มันมีกลิ่นไข่ที่เน่าเสียในระดับความเข้มข้นต่ำกลิ่นจะเปลี่ยนไปเป็นหนึ่งในระดับที่สูงขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดความรู้สึกสับสนดังนั้นจึงมีวิธีการที่แตกต่างกันหลายวิธีในการตรวจจับก๊าซในตัวอย่างทางชีวภาพเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของอากาศหรือน้ำ

การออกแบบทั่วไปสำหรับเซ็นเซอร์แบบพกพาแบบใช้งานต่อเนื่องจะขึ้นอยู่กับเซลล์เชื้อเพลิงไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (MEMS) ที่สามารถทำงานได้ระหว่างช่วงของ -22 deg;ถึง 122 deg;Fahrenheit (-30 deg; ถึง 50 deg; celsius) และใช้หลักการของการต้านทานไฟฟ้าเซ็นเซอร์ MEMS ถูกสร้างขึ้นบนวัสดุโลหะออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ (MOS) ของไมโครสโคปดีบุกออกไซด์หรือฟิล์มโลหะทองคำที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานไฟฟ้าเมื่อก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ผ่านพวกเขาเซ็นเซอร์ดังกล่าวมีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วและสามารถแม่นยำได้ถึง 25 ส่วนต่อพันล้าน (PPB) แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับระดับก๊าซที่สูงขึ้นเท่านั้นอย่างไรก็ตามมีราคาไม่แพงและมีการใช้งานโดยทั่วไปในสภาพอากาศที่ขรุขระเช่นในการตรวจหาน้ำมันและก๊าซและการขุดเจาะ

เซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับก๊าซในน้ำและกากตะกอนก็ขึ้นอยู่กับหลักการของโพเทนชิโอมิรีหรือการเปลี่ยนแปลงของแรงไฟฟ้าในน้ำเครื่องตรวจจับน้ำสามารถวัดระดับก๊าซที่น้อยกว่า 0.3 ppb และมักจะถูกสร้างขึ้นในเครื่องวัดค่า pH มาตรฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำเสียอย่างไรก็ตามพวกเขาต้องการการสอบเทียบบ่อยครั้งเพื่อความถูกต้องซึ่งโดยปกติจะกำหนดเดือนละครั้งปัญหาเซ็นเซอร์ดริฟท์บ่อยครั้งเกิดขึ้นกับหน่วยที่จำเป็นในการวัดระดับที่ดีดังกล่าวซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ว่าการอ่านเอาต์พุตที่แสดงจะถูกชดเชยจากค่าที่วัดได้จริงในเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมของเหลวมีช่วงของการดริฟท์ plusmn; 0.5 มิลลิโวลต์ (MV) เป็นมาตรฐาน แต่การดริฟท์มักจะสูงถึง 2 mV ในเวลาหนึ่งเดือนในการอ่านค่า

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ชนิดอื่น ๆการออกแบบเซ็นเซอร์ถูกสร้างขึ้นในหน่วยพกพาที่ดำเนินการโดยเจ้าหน้าที่บริการฉุกเฉินที่สามารถตรวจจับก๊าซอันตรายอื่น ๆ เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์ประเภทของหน่วยที่คล้ายกันที่วางไว้ในสิ่งอำนวยความสะดวกคือการกัดกร่อนและการอธิบายความต้านทาน Osive ซึ่งเป็นสองคุณสมบัติของก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์พวกเขามีความสามารถในการดำเนินงานเป็นเวลาสองถึงห้าปีด้วยการใช้พลังงานต่ำมากและไม่มีการย่อยสลายในความสามารถในการตรวจจับอย่างต่อเนื่องหลังจากสัมผัสกับก๊าซ

ระดับความไวและเวลาตอบสนองน้อยกว่าหนึ่งนาทีได้รับการปรับปรุงในปีที่ผ่านมาสำหรับเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนซัลไฟด์โดยการผสมผสานวัสดุที่ออกแบบมาในระดับนาโนเมตรสิ่งนี้สนับสนุนกฎระเบียบใหม่ในสหรัฐอเมริกา ณ ปี 2010 การประชุม American Industrial Hygienists (ACGIH) ได้ลดระดับการเปิดรับก๊าซที่ยอมรับได้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักแปดชั่วโมงจาก 10 ppm เป็น 1 ppm และระดับการเปิดรับระยะสั้น15 ppm ลงไป 5 ppm.