Wat is een waterstofsulfidesensor?

Een waterstofsulfide (H ₂ s) sensor is een gassensor die kan worden gebouwd volgens verschillende ontwerpspecificaties voor het detecteren van niveaus van waterstofsulfide gecreëerd tijdens industriële en biologische processen. Dergelijke sensoren zijn erg belangrijk in verschillende industrieën vanwege het feit dat waterstofsulfide een extreem giftig gas is. De inhalatie van 500 tot 1000 delen per miljoen (ppm) per volume resulteert bijna altijd in onmiddellijke bewusteloosheid en dood. Sommige waterstofsulfide-sensor-eenheden zijn noodcomponenten voor eenmalig gebruik, terwijl andere H ₂ s sensorontwerpen worden gemaakt om het gas herhaaldelijk te detecteren en vele jaren duren.

Veel industrieën hebben een behoefte aan de waterstofsulfide-sensor, maar een van de meest voorkomende zijn de petrochemische industrie waar het een natuurlijke byproduct van cruis-olie en natuurgasproductie, en een gemeentelijke revisie is. Gerelateerde gebieden die waterstofsulfide produceren, omvatten viskwekerij of aquacultuur, de opslag van mest voor meststoffen en rEgions waar vulkanische gassen of warmwaterbronnen bestaan. Raffinaderijen en cola -ovenplanten die steenkool omzetten in cola door een proces van het verwarmen in een omgeving zonder zuurstof zijn ook locaties waar een detectiesysteem van een waterstofsulfidesensor van cruciaal belang is. Papierfabrieken, staalfabrieken en leerlooierijen produceren ook het gas, en omdat het een natuurlijk bijproduct is van de afbraak van organisch materiaal door bacteriën, is het ook een potentieel gevaar in verschillende soorten voedselverwerkende fabrieken.

Het vermogen om op natuurlijke wijze gevaarlijke maar zeer lage niveaus van waterstofsulfide in de lucht te detecteren, kan om verschillende redenen moeilijk zijn. Een reden is dat het een kleurloos en transparant gas is dat zwaarder is dan lucht, zodat het de neiging heeft zich te vestigen op lage niveaus in gebouwen waar het aanvankelijk onopgemerkt kan blijven. Hoewel het een rotte ei-geur heeft in lage concentraties, verandert de geur in een zoete niveaus, wat kan conferenGebruik de zintuigen. Er zijn daarom verschillende methoden voor het detecteren van het gas in biologische monsters versus lucht- of waterconcentraties.

Een typisch ontwerp voor een draagbare sensor voor continu gebruik is gebaseerd op een brandstofcel van micro-elektromechanisch systeem (MEMS) die kan werken tussen een bereik van -22 ° tot 122 ° Fahrenheit (-30 ° tot 50 ° Celsius) en het principle van elektrische resistentie gebruikt. De MEMS -sensor is gebouwd op een metaaloxide halfgeleider (MOS) materiaal van microscopisch tinoxide of gouden metaalfilms die reageren op veranderingen in elektrische weerstand terwijl waterstofsulfidegas ze doorgegeven. Dergelijke sensoren hebben snelle responstijden en kunnen nauwkeurig zijn tot 25 delen per miljard (PPB), maar vaker wel dan niet zijn ze ontworpen om alleen hogere niveaus van het gas te detecteren. Ze zijn echter goedkoop en worden meestal ingezet in ruwe klimaatomstandigheden, zoals bij het prospecteren en boren van olie en gas.

Een waterstofsulfidesensor ontworpen om het gas in W te detecterenAter en slib is ook gebaseerd op het principe van potentiometrie of veranderingen in elektromotorische kracht in het water. Waterdetectoren kunnen de gasniveaus meten bij minder dan 0,3 ppb en worden vaak ingebouwd in standaard pH -meters die worden gebruikt in de rioolwaterzuiveringsindustrie. Ze vereisen echter dat frequente kalibratie nauwkeurig is, wat meestal eenmaal per maand wordt gepland. Een frequent drift -sensorprobleem treedt op met eenheden die nodig zijn om dergelijke fijne niveaus te meten, wat een indicatie is dat de weergave van de output wordt gecompenseerd van de werkelijke gemeten waarde. In een waterstofsulfidesensor die in een vloeibare omgeving wordt gebruikt, is een bereik van drift van ± 0,5 millivolt (MV) standaard, maar drift kan vaak tot 2 mV in een maand in de uitlezingen bereiken.

Andere soorten waterstofsulfidesensorontwerpen zijn ingebouwd in draagbare eenheden die worden gedragen door personeel van hulpdiensten die in staat zijn om andere gevaarlijke gassen zoals koolmonoxide te detecteren. Vergelijkbare soorten eenheden die in faciliteiten worden geplaatst, zijn corrosIon en explosief resistent, dit zijn twee eigenschappen van waterstofsulfidegas. Ze zijn in staat om twee tot vijf jaar te werken met een zeer laag stroomverbruik en geen afbraak in continu detectievermogen nadat ze aan het gas zijn blootgesteld.

Het gevoeligheidsniveau en de responstijden van minder dan een minuut zijn de afgelopen jaren verbeterd voor de waterstofsulfidesensor door materialen op te nemen die op de nanometerschaal zijn ontworpen. Dit ondersteunt nieuwe voorschriften in de VS vanaf 2010. De Amerikaanse conferentie van industriële hygiënisten van de overheid (ACGIH) heeft de acceptabele blootstellingsniveaus tot het gas verlaagd voor een gewogen gemiddelde van acht uur van 10 ppm tot 1 ppm en een kortetermijnblootstellingsniveau van 15 ppm tot 5 ppm.