سنسورهای آلاینده ها
فهرست
انواع گازها وآلاینده ها
روشهای تشخیص آلاینده ها
روش کاتالیست و کاربردها
سنسور لایه نازک و کاربردها
روش مادون قرمز و کاربردها
نانوتیوب و کاربردها
روش الکتروشیمیایی و کاربردها
The main air pollutants
Co(carbon monoxide)
Nox (nitrogen oxides)
H2S
O3
Lead
Particulate
Toxic
Asbestos
انواع گازها
Combustible
متان، بوتان و استیلن و …
Toxic
مونوکسید کربن و سولفید هیدروژن و …
Asphyxiant
مسمومیت با سیانید هیدروژن …
گازهای سمی و حدود آنها در واحدهای غلظت
TWA (Time Weightead Average Concentration)
غلظت متوسط در یک زمان مشخص
LTEL) Long Term Exposure Limit)
حد طولانی ترین مدت در معرض قرار گرفتن،
غلظت قابل قبول برای یک دوره هشت ساعته کاری
( برای سولفید هیدروژن 10ppm )
STEL
حد کوتاهترین مدت در معرض قرار گرفتن،
غلظت قابل قبول برای یک دوره ده دقیقه ای کاری.
) ppb), )ppm(, )mg/m3(
انواع سنسورهای گاز
سنسور کاتالیستی
سنسورهای مادون قرمز
تکنولوژی CHEMCASSETTE
الکتروشِمیایی
سنسورهای لایه نازک
مقایسه انواع سنسورها
سنسورهای کاتالیست قابل استفاده برای تشخیص گازهای Co,NOX
نیمه هادیها را می توان به دو دسته نیمه هادیهای ذاتی ونیمه هادیهای اکسید فلزی یا سولفید فلزی (اکسید روی یا دی اکسید قلع یا اکسید آهن…) تقسیم کرد.
با توجه به دما و در مجاورت گاز هدایت الکتریکی نیمه هادی بیشتر می شود.(اکسپژن شبکه را از سطح جامد بیرون می آورد و یک جای خالی اکسپژن که دهنده الکترون است در شبکه باقی می ماند.
شرایط موثر در انتخاب گری:
غشای نیمه تراوا
دما
نوع ماده کاتالیست
ساخت سنسور مونوکسید کربن
کاتالیست
قرص سنسور
Catalytic converters: (NOX and CO)
Conditions of high_pressure and high_temperature exist in an engine are conductive for the formation of oxides of nitrogen.
The temperature of bulk gas oxidation and reduction of hydro carbon gases ,carbon monoxide and nitric oxide gas is about 600 to 700 c.the temperature of exhaust gases in the exhaust system is lower.
The catalytic converter oxidizes and reduces all three pollutant gases at lower temperature because of the catalytic chemical reaction.it becomes effective in the temperature range between 250-300 c.
The converter is filled with a monolithic substrate coated with small amounts of platinum and palladium .
Through a catalytic action ,a chemical change converts co and hydro carbon in to carbon mono oxide and water.(two way convertor0
سنسورهای نیمه هادی سنسورهای لایه نازک
با جذب اکسیژن نیمه هادی توسط CO مقاومت نیمه هادی تغییر می کند.
در یک دمای خاصی این واکنش انجام می شود(انتخاب پذیری)
یک مدار برای دمای 400 و یکی برای مدار پل.
سنسورهای مادون قرمز
Infrared Gas Sensor
چند سنسور تشخیص با استفاده از امواج مادون قرمز
مزایای استفاده از سنسور مادون قرمز
MEMS Optical (Infrared) Gas Sensor
Quick Links
Detector, Emitter, and Filters on a Single Chip
NO Interference from other gases
NO Poisoning from contact with gases
Convenient 4-pin interface
Low power operation (even lower in "sleep" mode)
Intrinsically safe design
کاربردهای سنسورهای مادون قرمز
در خطوط نفت و گاز با روش رفت و برگشتی یک طول موج خاص جذب می شود
سنسور نانوتیوب
Ion Beam
درون لوله خلاء است سرعت حرکت مولکول درون تیوب تابع جرمش است. جریان اندازه گیری شده تابع تعداد مولکولهای گاز است.
high resolution
برای تشخیص گاز خردل در زمان جنگ(20kg,6kg)
سم آفات نباتی
مواد به صورت گاز
هروئین
سنسورهای الکتروشیمیایی برای تشخیص سولفید هیدروژن
Sure cell sensors
H2S(L)
H2S(M)
H2S(H)
Micro cell sensors
خصوصیات یک سلول الکتروشیمیایی
سمی نباشد
تکرارپذیر باشد
انتخاب پذیری
ماده شیمیایی پایدار باشد
در محیط صنعتی ایجاد خطر نکند
سادگی استفاده
نکات مهم در رابطه با سنسور های الکتروشیمیایی
تغییرات غلظت اسید در محدوده 4 تا 7 مولار تاثیری در پتانسیل اکسایش H2S ندارد.
جذب آب عملکرد سنسور را تغییر نخواهد داد.
اکسایش H2Sدر پتانسیل 900 تا 1050 میلی ولت
بیشترین جریان را تولید می کند.
سنسور با الکتروکاتالیز طلا به ترکیبات ازون نیتروژن و سولفور جواب می دهد:
HCN,SO2,H2S,O3,HNO3,HONO,NO,NO2
سنسور با الکتروکاتالیز پلاتین علاوه بر اینها به ترکیبات کربن-اکسیژن مانند CO ، فرمالدئید و الکل نیز جواب می دهد.
جداکننده فایبر گلاس
غشای نیمه تراوای تفلونی
بررسی حساسیت و دامنه پاسخ حسگر ساخته شده
روش فلاکس رقیق سازی نمایی (Exponential Dilution)
C=C0exp(-qt/v)
C=m/v
∫dc/c= ∫q/v dt
Sensitivity: 4.1401 uA/ppm H2S
ppm H2S =Signal/4.1401-4.054
مدارهای بهسازی روش الکترو شیمیایی
Available Gas Detectors