Hvad er en hydrogensulfidsensor?
En hydrogensulfid (H 2 S) -sensor er en gassensor, der kan bygges i flere forskellige designspecifikationer til at detektere niveauer af hydrogensulfid oprettet under industrielle og biologiske processer. Sådanne sensorer er meget vigtige i forskellige industrier på grund af, at hydrogensulfid er en ekstremt giftig gas. Indånding af 500 til 1000 dele pr. Million (ppm) i volumen resulterer næsten altid i øjeblikkelig bevidstløshed og død. Nogle hydrogensulfidsensorenheder er engangs nødkomponenter, mens andre H 2 S sensorkonstruktioner er lavet til gentagne gange at detektere gassen og vare i mange år.
Mange industrier har et behov for brændstofsulfidsensor, men blandt de mest almindelige er den petrokemiske industri, hvor det er et naturligt biprodukt af produktion af råolie og naturgas og kommunale rensningsanlæg. Relaterede områder, der producerer brint sulfid inkluderer fiskeopdræt eller akvakultur, opbevaring af gødning til gødning og regioner, hvor der findes vulkangasser eller varme kilder. Raffinaderier og koksovnsanlæg, der omdanner kul til koks ved en opvarmningsproces i et miljø, der er fri for ilt, er også steder, hvor et brændstofsulfidsensorsdetekteringssystem er kritisk. Papirfabrikker, stålfabrikker og garverier producerer også gassen, og da det er et naturligt biprodukt af nedbrydning af organisk stof af bakterier, er det også en potentiel fare i flere typer fødevareforarbejdningsfabrikker.
Evnen til naturligt at registrere farlige, men alligevel meget lave niveauer af hydrogensulfid i luften, kan være vanskelig af flere grunde. En af grundene er, at det er en farveløs og gennemsigtig gas, der er tungere end luft, så den har en tendens til at slå sig ned i lave niveauer i bygninger, hvor den oprindeligt kan gå upåagtet hen. Mens den har en rådnet æg lugt i lave koncentrationer, skifter lugten til en sød på højere niveauer, hvilket kan forvirre sanserne. Der er derfor flere forskellige metoder til at detektere gassen i biologiske prøver kontra luft- eller vandkoncentrationer.
Et typisk design til en bærbar sensor til kontinuerlig brug er baseret på et mikroelektromekanisk system (MEMs) brændselscelle, der kan fungere mellem et område fra -22 ° til 122 ° Fahrenheit (-30 ° til 50 ° Celsius) og anvender princippet om elektrisk modstand. MEMs-sensoren er bygget på et metaloxid-halvledermateriale (MOS) -materiale af mikroskopisk tinoxid eller guldmetalfilm, der reagerer på ændringer i elektrisk modstand, når hydrogensulfidgas passerer dem. Sådanne sensorer har hurtige responstider og kan være nøjagtige ned til 25 dele pr. Milliard (ppb), men oftere end ikke er de designet til kun at detektere højere niveauer af gassen. De er imidlertid billige og er ofte anvendt i uslebne klimaforhold, såsom i olie- og gasprospektering og -boring.
En hydrogensulfidsensor designet til at detektere gassen i vand og slam er også baseret på princippet om potentiometri eller ændringer i elektromotorisk kraft i vandet. Vanddetektorer kan måle gasniveauer på mindre end 0,3 ppb og er ofte indbygget i standard pH-målere, der bruges i spildevandsindustrien. De kræver hyppig kalibrering for at være nøjagtig, men som normalt er planlagt en gang om måneden. Et hyppigt driftssensorproblem opstår med enheder, der er nødvendige for at måle sådanne fine niveauer, hvilket er en indikation af, at outputlæsningen, der vises, er forskudt fra den faktiske målte værdi. I en hydrogensulfidsensor, der bruges i et flydende miljø, er et driftstrækning på ± 0,5 millivolt (mV) standard, men drift kan ofte nå op til 2 mV på en måneds tid i udlæsningerne.
Andre former for hydrogensulfidsensorsdesign er indbygget i bærbare enheder, der transporteres af nødpersonale, der er i stand til at registrere andre farlige gasser, såsom kulilte. Lignende typer enheder placeret i faciliteter er korrosions- og eksplosionsbestandige, som er to egenskaber ved hydrogensulfidgas. De er i stand til at fungere i to til fem år med meget lavt strømforbrug og ingen nedbrydning i kontinuerlig detekteringsevne efter at have været udsat for gassen.
Følsomhedsniveauet og responstider på mindre end et minut er blevet forbedret i de senere år for hydrogensulfidsensoren ved at inkorporere materialer, der er konstrueret i nanometerskala. Dette understøtter nye regler i USA fra 2010. Den amerikanske konference for statslige industrihygienister (ACGIH) har reduceret acceptabelt eksponeringsniveau for gassen i et otte timers vægtet gennemsnit fra 10 ppm til 1 ppm og et kortvarigt eksponeringsniveau på 15 ppm ned til 5 ppm.