Qu'est-ce qu'un capteur de sulfure d'hydrogène?
Un capteur de sulfure d'hydrogène (H2S) est un capteur de gaz qui peut être construit selon différentes spécifications de conception pour détecter les niveaux de sulfure d'hydrogène créés lors de processus industriels et biologiques. De tels capteurs sont très importants dans diverses industries en raison du fait que le sulfure d'hydrogène est un gaz extrêmement toxique. L'inhalation de 500 à 1000 parties par million (ppm) en volume entraîne presque toujours une perte de conscience immédiate et la mort. Certains capteurs de sulfure d’hydrogène sont des composants d’urgence à usage unique, alors que d’autres modèles de capteurs H 2 S sont conçus pour détecter le gaz de façon répétée et durent de nombreuses années.
De nombreuses industries ont besoin du capteur de sulfure d’hydrogène, mais l’un des plus courants est l’industrie pétrochimique, où il s’agit d’un sous-produit naturel de la production de pétrole brut et de gaz naturel, ainsi que des usines de traitement des eaux usées municipales. Les secteurs connexes qui produisent du sulfure d'hydrogène comprennent la pisciculture ou l'aquaculture, le stockage de fumier pour les engrais et les régions où existent des gaz volcaniques ou des sources chaudes. Les raffineries et les fours à coke qui convertissent le charbon en coke en le chauffant dans un environnement dépourvu d'oxygène sont également des emplacements où un système de détection par capteur de sulfure d'hydrogène est essentiel. Les papeteries, les aciéries et les tanneries produisent également du gaz et, puisqu'il s'agit d'un sous-produit naturel de la dégradation des matières organiques par des bactéries, il constitue également un danger potentiel dans plusieurs types d'usines de transformation des aliments.
La capacité à détecter naturellement des niveaux dangereux mais très faibles de sulfure d'hydrogène dans l'air peut être difficile pour plusieurs raisons. L’une des raisons est qu’il s’agit d’un gaz incolore et transparent, plus lourd que l’air, de sorte qu’il a tendance à s’installer à basse altitude dans les bâtiments où il risque au début de passer inaperçu. Même s'il a une odeur d'œuf pourri en faibles concentrations, l'odeur devient douce à des niveaux plus élevés, ce qui peut perturber les sens. Il existe donc différentes méthodes de détection du gaz dans les échantillons biologiques en fonction des concentrations dans l'air ou dans l'eau.
Une conception typique pour un capteur portable à utilisation continue est basée sur une pile à combustible à système microélectromécanique (MEMs) pouvant fonctionner dans une plage de températures allant de -22 ° à 122 ° F (-30 ° à 50 ° Celsius) et utilisant le principe de la résistance. Le capteur MEMs est construit sur un matériau à semi-conducteur à oxyde de métal (MOS) constitué de films microscopiques en oxyde d’étain ou en métal d’or qui réagissent aux modifications de la résistance électrique lorsque le sulfure d’hydrogène les traverse. Ces capteurs ont des temps de réponse rapides et peuvent être précis jusqu’à 25 parties par milliard (ppb), mais, le plus souvent, ils sont conçus pour détecter uniquement les niveaux les plus élevés du gaz. Cependant, ils sont peu coûteux et sont couramment déployés dans des conditions climatiques difficiles, telles que la prospection et le forage de pétrole et de gaz.
Un capteur d'hydrogène sulfuré conçu pour détecter le gaz dans l'eau et les boues repose également sur le principe de la potentiométrie, ou des modifications de la force électromotrice dans l'eau. Les détecteurs d'eau peuvent mesurer des niveaux de gaz inférieurs à 0,3 ppb et sont souvent intégrés aux pH-mètres standard utilisés dans l'industrie du traitement des eaux usées. Cependant, pour être précis, ils nécessitent un étalonnage fréquent, généralement programmé une fois par mois. Un problème de capteur de dérive fréquent se produit avec les unités nécessaires à la mesure de tels niveaux fins, ce qui indique que la mesure affichée en sortie est décalée par rapport à la valeur mesurée réelle. Dans un capteur de sulfure d'hydrogène utilisé dans un environnement liquide, une plage de dérive de ± 0,5 millivolts (mV) est standard, mais la dérive peut souvent atteindre jusqu'à 2 mV en un mois dans les affichages.
D'autres types de capteurs de sulfure d'hydrogène sont intégrés dans des unités portables transportées par le personnel des services d'urgence, capables de détecter d'autres gaz dangereux tels que le monoxyde de carbone. Des types similaires d'unités placées dans des installations résistent à la corrosion et à l'explosion, deux propriétés du gaz sulfuré d'hydrogène. Ils sont capables de fonctionner pendant deux à cinq ans avec une consommation électrique très faible et aucune dégradation de la capacité de détection continue après exposition au gaz.
Le niveau de sensibilité et les temps de réponse inférieurs à une minute ont été améliorés ces dernières années pour le capteur de sulfure d'hydrogène en incorporant des matériaux conçus à l'échelle nanométrique. La nouvelle réglementation américaine a été adoptée en 2010. La Conférence américaine des hygiénistes industriels gouvernementaux (ACGIH) a réduit les niveaux d'exposition acceptables au gaz pour une moyenne pondérée sur huit heures de 10 ppm à 1 ppm et un niveau d'exposition à court terme de 15 ppm jusqu'à 5 ppm.