Датчик сероводорода (H2S) – это датчик газа, который можно построить к нескольким различным спецификациям конструкции для обнаружения уровней сероводорода, образующихся в ходе промышленных и биологических процессов. Такие датчики очень важны в различных отраслях промышленности в связи с тем, что сероводород является чрезвычайно токсичным газом. Вдыхание от 500 до 1000 частей на миллион (ppm) по объему почти всегда приводит к немедленной потере сознания и смерти. Некоторые датчики сероводорода являются одноразовыми аварийными компонентами, в то время как другие конструкции датчиков H2S предназначены для многократного обнаружения газа и служат в течение многих лет.
Датчик сероводорода нужен во многих отраслях промышленности, но наиболее распространенными являются нефтехимическая промышленность, где он является естественным побочным продуктом сырой нефти и природный газ и муниципальные очистные сооружения. Смежные районы, производящие сероводород, включают рыбоводство или аквакультуру, хранение навоза для удобрений и регионы, где существуют вулканические газы или горячие источники. Нефтеперерабатывающие и коксовые заводы, которые превращают уголь в кокс в процессе его нагрева в среде, не содержащей кислорода, также места, где система обнаружения сероводорода имеет решающее значение. Бумажные фабрики, сталелитейные заводы и кожевенные заводы также производят газ, и, поскольку он является естественным побочным продуктом разложения органических веществ бактериями, он также представляет потенциальную опасность на некоторых типах предприятий пищевой промышленности.
Возможность естественного обнаружения опасного, но очень низкого уровня сероводорода в воздухе может быть затруднена по нескольким причинам. Одна из причин заключается в том, что это бесцветный и прозрачный газ, который тяжелее воздуха, поэтому он имеет тенденцию оседать на низких уровнях в зданиях, где его поначалу можно не заметить. Хотя при низких концентрациях он имеет запах тухлых яиц, запах меняется на сладкий при более высоких уровнях, что может сбить с толку чувства. Поэтому существует несколько различных методов обнаружения газа в биологических образцах по сравнению с концентрацией воздуха или воды.
Типичная конструкция портативного датчика непрерывного действия основана на топливном элементе микроэлектромеханической системы (МЭМ), который может работать в диапазоне от -22° до 122° по Фаренгейту (от -30° до 50° по Цельсию) и использует принцип электрического сопротивление. Датчик МЭМ построен на полупроводниковом (MOS) материале из микроскопических пленок оксида олова или золота. которые реагируют на изменения электрического сопротивления при прохождении через них газообразного сероводорода. Такие датчики имеют быстрое время отклика и могут иметь точность до 25 частей на миллиард (частей на миллиард), но чаще всего они предназначены для обнаружения только более высоких уровней газа. Однако они недороги и обычно используются в суровых климатических условиях, например, при разведке и бурении нефти и газа.
Датчик сероводорода, предназначенный для обнаружения газа в воде и иле, также основан на принципе потенциометрии или изменения электродвижущей силы в воде. Детекторы воды могут измерять уровень газа менее 0,3 частей на миллиард и часто встраиваются в стандартные рН-метры, используемые в промышленности по очистке сточных вод. Однако для обеспечения точности они требуют частой калибровки, которая обычно проводится один раз в месяц. Часто возникают проблемы с датчиком дрейфа с устройствами, необходимыми для измерения таких точных уровней, что указывает на то, что отображаемое выходное показание смещено от фактического измеренного значения. В датчике сероводорода, используемом в жидкой среде, диапазон дрейфа ±0,5 милливольт (мВ) является стандартным, но дрейф показаний часто может достигать 2 мВ за месяц.
Датчики сероводорода других типов встраиваются в портативные устройства, которые несут сотрудники аварийно-спасательных служб и которые способны обнаруживать другие опасные газы, такие как углерод. монооксид. Аналогичные типы устройств, размещаемых на объектах, являются коррозионностойкими и взрывоустойчивыми, что является двумя свойства сероводорода. Они способны работать от двух до пяти лет при очень низком энергопотреблении и без ухудшения способности непрерывного обнаружения после воздействия газа.
В последние годы уровень чувствительности и время отклика менее минуты для датчика сероводорода были улучшены за счет включения материалов, разработанных в нанометровом масштабе. Это поддерживает новые правила в США с 2010 года. Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) снизила допустимые уровни воздействия газа для восьмичасового средневзвешенного значения с 10 частей на миллион до 1 части на миллион, а уровень краткосрочного воздействия 15 частей на миллион до 5 частей на миллион.
