Зауыттық кемшіліктерден ауаның ластануына дейін: газ сенсорлары SE Азияны қалай қорғайды

Оңтүстік-Шығыс Азия, әлемдегі ең жылдам дамып жатқан экономикалық аймақтардың бірі, қарқынды индустрияландыруды, урбанизацияны және халық санының өсуін бастан кешіруде. Бұл процесс ауа сапасының мониторингі, өнеркәсіптік қауіпсіздікті қамтамасыз ету және қоршаған ортаны қорғаудың шұғыл қажеттілігін тудырды. Газ сенсорлары сыни зондтау технологиясы ретінде таптырмас рөл атқарады. Төменде Оңтүстік-Шығыс Азиядағы осы технологияның бірнеше негізгі қолдану аймақтары мен нақты жағдайлары берілген.

1. Өндірістік қауіпсіздік және технологиялық процестерді бақылау

Бұл газ сенсорлары үшін ең дәстүрлі және маңызды қолдану аймағы. Оңтүстік-Шығыс Азияда көптеген өндірістік зауыттар, химия зауыттары, мұнай өңдеу зауыттары және жартылай өткізгіш қондырғылар бар.

• Қолдану сценарийлері:
  • Жанғыш және улы газдың ағып кетуін бақылау: мұнай-химия зауыттарында, табиғи жанармай құю станцияларында және химиялық сақтау орындарында өрттердің, жарылыстардың және улану оқиғаларының алдын алу үшін метан, пропан, күкіртті сутегі, көміртегі тотығы және аммиак сияқты газдардың ағуын нақты уақыт режимінде бақылау.
  • Шектеулі кеңістікке кіруді бақылау: персоналдың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін жұмысшылар кеме трюмдері, канализациялық тазарту цистерналары және жер асты туннельдері сияқты жабық кеңістіктерге кірер алдында оттегі деңгейін, жанғыш газдарды және арнайы улы газдарды тексеру үшін портативті газ детекторларын пайдалану.
  • Процесті оңтайландыру және сапаны бақылау: өнімнің сапасы мен өндіріс тиімділігін қамтамасыз ету үшін тағам мен сусындарды ашыту және жартылай өткізгіштерді өндіру сияқты процестерде нақты газдардың (мысалы, көмірқышқыл газы, оттегі) концентрациясын дәл бақылау.
• Жағдайлық зерттеулер:
  • Вьетнамдағы ірі мұнай өңдеу зауыты орталық басқару жүйесіне қосылған жүздеген тұрақты газ датчиктерінің желісін орналастырды. Көмірсутек газының ағуы анықталса, жүйе дыбыстық және көрнекі дабылдарды дереу іске қосады және авария қаупін азайта отырып, желдету жүйелерін автоматты түрде іске қосады немесе тиісті клапандарды жауып тастай алады.
  • Дүние жүзіндегі жетекші химиялық хаб болып табылатын Сингапурдағы Джуронг аралының химиялық паркі өз компаниялары ұшқыш органикалық қосылыстардың (VOCs) ізінің ағып кетуін анықтау үшін, ерте ескертуге және қоршаған ортаны қорғауға мүмкіндік беретін жетілдірілген фотоионизация детекторының (PID) сенсорларын кеңінен қолдануын көреді.

2. Қалалық ауа сапасының мониторингі және халықтың денсаулығы

Джакарта, Бангкок және Манила сияқты Оңтүстік-Шығыс Азияның көптеген ірі қалалары көлік кептелісі мен өнеркәсіптік шығарындылардан ауаның ластануының тұрақты проблемаларына тап болады. Салауатты тыныс алу ортасы туралы қоғамның алаңдаушылығы тұрақты түрде артып келеді.

• Қолдану сценарийлері:
  • Қалалық ауаны бақылау станциялары: PM2.5, PM10, күкірт диоксиді (SO₂), азот диоксиді (NO₂), озон (O₃) және көміртегі тотығы (CO) сияқты стандартты ластаушы заттарды өлшеу үшін мемлекеттік қоршаған ортаны қорғау органдары құрған жоғары дәлдіктегі бақылау станциялары. Олар мемлекеттік саясатты ақпараттандыру үшін Ауа сапасының индексін (AQI) жариялайды.
  • Микро-сенсорлық желілер: тығыздығы жоғары бақылау желісін құру үшін қауымдастықтарда, мектептердің айналасында және ауруханалар маңында арзан, ықшам микро газ сенсоры түйіндерін орналастыру, нақты уақыттағы жергілікті ауа сапасы туралы егжей-тегжейлі деректер беру.
  • Жеке портативті құрылғылар: Адамдар өздерінің жақын ортасындағы ластану деңгейін тексеру үшін бетперде кию немесе ашық ауадағы әрекеттерді азайту сияқты қорғаныс шешімдерін қабылдау үшін киілетін немесе қолмен тасымалданатын ауа сапасы мониторларын пайдаланады.
• Жағдайлық зерттеулер:
  • Таиландтағы Бангкок Метрополитен әкімшілігі қала бойынша IoT негізіндегі жүздеген микро ауа сапасы сенсорларын орналастыру үшін зерттеу институттарымен серіктес болды. Бұл сенсорлар деректерді нақты уақыт режимінде бұлтқа жүктейді, бұл азаматтарға мобильді қосымша арқылы өздерінің нақты аудандарындағы PM2.5 және озон деңгейін тексеруге мүмкіндік береді, бұл дәстүрлі станцияларға қарағанда тығыз және жиі жаңартуларды қамтамасыз етеді.
  • Джакартадағы (Индонезия) «Ақылды мектеп» жобасы сыныптарға көмірқышқыл газының (CO₂) сенсорларын орнатты. CO₂ деңгейлері бөлмелердің көп болуына байланысты көтерілгенде, сенсорлар ауаны жаңарту үшін желдету жүйелерін автоматты түрде іске қосып, оқушылардың зейіні мен денсаулығын жақсартуға көмектеседі.

3. Егіншілік және мал шаруашылығы

Ауыл шаруашылығы көптеген Оңтүстік-Шығыс Азия елдерінің экономикасының негізі болып табылады. Газ сенсорларын қолдану дәстүрлі ауыл шаруашылығын дәл және ақылды егіншілікке айналдыруда.

• Қолдану сценарийлері:
  • Жылыжай ортасын бақылау: жетілдірілген жылыжайлардағы CO₂ деңгейін бақылау және көкөністер мен гүлдердің шығымдылығы мен сапасын едәуір арттыру үшін фотосинтезді жақсарту үшін «газ тыңайтқышы» ретінде CO₂ шығару.
  • Астық сақтау қауіпсіздігі: үлкен силостардағы көмірқышқыл газы немесе фосфин концентрациясын бақылау. CO₂ нормадан тыс жоғарылауы зиянкестердің немесе зеңдердің белсенділігіне байланысты бұзылуды көрсетуі мүмкін. Фосфин кең таралған фумигант болып табылады және зиянкестермен тиімді күресу және пайдалану қауіпсіздігі үшін оның концентрациясын дәл бақылау керек.
  • Мал шаруашылығындағы қоршаған ортаны бақылау: жабық құстар мен мал қораларында аммиак (NH₃) және күкіртті сутегі (H₂S) сияқты зиянды газдардың деңгейін үнемі бақылау. Бұл газдар жануарлардың денсаулығына әсер етіп, ауруға және өсуді тоқтатады. Сенсорлар ішкі ортаны жақсарту үшін желдету жүйелерін іске қоса алады.
• Жағдайлық зерттеулер:
  • Малайзиядағы Smart жылыжай фермасы қызанақ өнімділігін шамамен 30%-ға арттырып, өсімдіктердің өсуі үшін оңтайлы CO₂ деңгейін (мысалы, 800-1200 ppm) ұстап тұру үшін автоматтандырылған басқару жүйесімен біріктірілген NDIR (дисперстік емес инфрақызыл) технологиясына негізделген CO₂ сенсорларын пайдаланады.
  • Таиландтағы ірі құс фабрикасы тауық үйлеріне аммиак сенсорлық желісін орнатты. Аммиак концентрациясы алдын ала белгіленген шекті мәннен асқанда, желдеткіштер мен салқындату төсеніштері жүйесі автоматты түрде қосылып, отардағы тыныс алу жолдарының ауруларын тиімді түрде азайтады және антибиотиктерді пайдалануды азайтады.

4. Қоршаған ортаның мониторингі және апаттар туралы ескерту

Оңтүстік-Шығыс Азия геологиялық апаттарға бейім және климаттың өзгеруіне қатысты маңызды аймақ болып табылады.

• Қолдану сценарийлері:
  • Полигон және ағынды суларды тазарту қондырғыларының мониторингі: жарылыс қаупін болдырмау және биогазды қалпына келтіру және электр энергиясын өндіру жобалары үшін деректерді қамтамасыз ету үшін метанның түзілуі мен шығарындыларын бақылау. Сондай-ақ айналадағы қауымдастықтарға әсерін азайту үшін күкіртті сутегі сияқты иісті газдарды бақылаңыз.
  • Жанартау белсенділігін бақылау: Индонезия және Филиппин сияқты жанартаулық белсенді елдерде ғалымдар жанартаулардың айналасында күкірт диоксиді (SO₂) сенсорларын орналастырады. SO₂ шығарындыларының көбеюі жиі жанартау белсенділігінің артқанын білдіреді, бұл атқылау туралы ескертулер үшін маңызды деректерді береді.
  • Орман өрті туралы ерте ескерту: Суматра мен Калимантандағы (Индонезия) шымтезек орман аумақтарында көміртегі тотығы мен түтін датчиктерін орналастыру көзге көрінетін жалын пайда болғанға дейін тұтанған өрттерді анықтай алады, бұл маңызды ерте араласуға мүмкіндік береді.
• Жағдайлық зерттеулер:
  • Филиппиндік вулканология және сейсмология институты (PHIVOLCS) Майон сияқты белсенді жанартаулардың айналасында газ датчиктерін қоса, жан-жақты бақылау желілерін құрды. Нақты уақыттағы SO₂ деректері оларға жанартау күйін дәлірек бағалауға және қажет болған жағдайда тұрғындарды эвакуациялауға көмектеседі.
  • Сингапурдың Ұлттық қоршаған ортаны қорғау агенттігі (NEA) көрші елдерден келетін трансшекаралық тұманның ластануын мұқият бақылау үшін жерсеріктік қашықтықтан зондтау және жердегі сенсорларды пайдаланады. Газ сенсорлары (мысалы, CO және PM2.5 үшін) тұманның тасымалдануын қадағалау және оның әсерін бағалау үшін маңызды құрал болып табылады.

Қиындықтар мен болашақ тенденциялар

Кең таралғанына қарамастан, Оңтүстік-Шығыс Азияда газ датчиктерін қабылдау жоғары температура мен ылғалдылықтың сенсорлардың қызмет ету мерзімі мен тұрақтылығына әсері, техникалық қызмет көрсету және калибрлеу үшін білікті персоналдың тапшылығы және арзан датчиктер деректерінің дәлдігін тексеру қажеттілігі сияқты қиындықтарға тап болады.

Болашаққа қарап, IoT, үлкен деректер және жасанды интеллект (AI) дамуымен газ сенсорының қосымшалары тереңірек болады:

• Деректерді біріктіру және талдау: газ сенсорының деректерін метеорологиялық, қозғалыс және спутниктік деректер сияқты басқа көздермен біріктіру және болжамды талдау үшін AI алгоритмдерін пайдалану (мысалы, ауа сапасы немесе өнеркәсіптік жабдықтың істен шығу қаупін болжау).
• Шығындарды азайту және таратуды жалғастыру: Микроэлектро-механикалық жүйелердегі (MEMS) технологиялардағы жетістіктер сенсорларды арзанырақ және кішірек етеді, бұл ақылды қалалар мен смарт үйлерде кең ауқымды қолдануды ынталандырады.

Қорытынды

Оңтүстік-Шығыс Азияның динамикалық ландшафтында газ датчиктері қарапайым өнеркәсіптік қауіпсіздік құрылғыларынан қоғамдық денсаулықты сақтауға, ауыл шаруашылығының тиімділігін арттыруға және қоршаған ортаны қорғауға арналған жан-жақты құралдарға айналды. Технологияның алға жылжуы және қолдану сценарийлері кеңейген сайын, бұл «электрондық мұрындар» Оңтүстік-Шығыс Азияның тұрақты дамуы үшін сенімді деректер негізін қамтамасыз ететін көрінбейтін қамқоршылар болып қала береді.