Hva er en hydrogensulfidsensor?
En hydrogensulfid (H 2 S) sensor er en gassføler som kan bygges etter flere forskjellige designspesifikasjoner for å oppdage nivåer av hydrogensulfid som er opprettet under industrielle og biologiske prosesser. Slike sensorer er svært viktige i forskjellige bransjer på grunn av at hydrogensulfid er en ekstremt giftig gass. Innånding av 500 til 1000 deler per million (ppm) i volum resulterer nesten alltid i umiddelbar bevisstløshet og død. Noen hydrogensulfidsensorenheter er engangskomponenter til engangsbruk, mens andre H 2 S-sensorkonstruksjoner er laget for gjentatte ganger å oppdage gassen og vare i mange år.
Mange næringer har behov for hydrogensulfidsensoren, men blant de vanligste er den petrokjemiske industrien der det er et naturlig biprodukt av råolje og naturgassproduksjon, og kommunale avløpsanlegg. Beslektede områder som produserer hydrogensulfid inkluderer fiskeoppdrett eller akvakultur, lagring av husdyrgjødsel for gjødsel og regioner hvor det eksisterer vulkanske gasser eller varme kilder. Raffinerier og koksovnsanlegg som omdanner kull til koks gjennom en prosess for å varme den opp i et miljø som er fritt for oksygen, er også steder der deteksjonssystem for hydrogensulfidsensor er avgjørende. Papirfabrikker, stålfabrikker og garverier produserer også gassen, og siden det er et naturlig biprodukt av nedbrytning av organisk materiale av bakterier, er det også en potensiell fare i flere typer matforedlingsfabrikker.
Evnen til å naturlig oppdage farlige, men svært lave nivåer av hydrogensulfid i luften, kan være vanskelig av flere årsaker. En årsak er at det er en fargeløs og gjennomsiktig gass som er tyngre enn luft, slik at den har en tendens til å bosette seg på lave nivåer i bygninger der den i utgangspunktet kan gå upåaktet hen. Mens den har en råtten-lukt i lave konsentrasjoner, endres lukten til en søt på høyere nivåer, noe som kan forvirre sansene. Det er derfor flere forskjellige metoder for å påvise gassen i biologiske prøver kontra luft- eller vannkonsentrasjoner.
En typisk design for en bærbar sensor med kontinuerlig bruk er basert på et mikroelektromekanisk system (MEMs) brenselcelle som kan fungere mellom et område fra -22 til 122 ° Fahrenheit (-30 ° til 50 ° Celsius) og utnytter prinsippet om elektrisk motstand. MEM-sensoren er bygd på et metalloksyd halvleder (MOS) materiale av mikroskopisk tinnoksyd eller gullmetallfilmer som reagerer på endringer i elektrisk motstand når hydrogensulfidgass passerer dem. Slike sensorer har raske responstider og kan være nøyaktige ned til 25 deler per milliard (ppb), men oftere enn ikke er de designet for bare å oppdage høyere nivåer av gass. De er imidlertid billige og blir ofte brukt under tøffe klimaforhold, for eksempel i prospektering og boring av olje og gass.
En hydrogensulfidsensor designet for å oppdage gassen i vann og slam er også basert på prinsippet om potensiometri, eller endringer i elektromotorisk kraft i vannet. Vanndetektorer kan måle gassnivåer under 0,3 ppb og er ofte innebygd i vanlige pH-målere som brukes i avløpsrenseanlegg. De krever hyppig kalibrering for å være nøyaktig, men som vanligvis er planlagt en gang per måned. Et hyppig driftssensorproblem oppstår med enheter som er nødvendige for å måle slike fine nivåer, noe som er en indikasjon på at utgangsavlesningen som vises blir forskjøvet fra den faktiske målte verdien. I en hydrogensulfidsensor som brukes i et flytende miljø, er et driftsomfang på ± 0,5 millivolt (mV) standard, men drift kan ofte komme opp til 2 mV på en måneds tid i avlesningene.
Andre typer hydrogensulfidsensorutforminger er bygget inn i bærbare enheter fraktet av nødetatens personell som er i stand til å oppdage andre farlige gasser som karbonmonoksid. Lignende typer enheter plassert i anlegg er korrosjons- og eksplosjonsbestandige, som er to egenskaper for hydrogensulfidgass. De er i stand til å operere i to til fem år med veldig lavt strømforbruk og ingen nedbrytning i kontinuerlig deteksjonsevne etter å ha blitt utsatt for gassen.
Følsomhetsnivået og responstiden på mindre enn ett minutt har blitt forbedret de siste årene for hydrogensulfidsensoren ved å inkorporere materialer konstruert i nanometerskala. Dette støtter nye forskrifter i USA fra 2010. American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) har redusert akseptable eksponeringsnivåer for gassen i et åtte timers vektet gjennomsnitt fra 10 ppm til 1 ppm og et kortsiktig eksponeringsnivå på 15 ppm ned til 5 ppm.