Зауыттағы ақаулардан ауаның ластануына дейін: Газ сенсорлары Оңтүстік-Шығыс Азияны қалай қорғайды

Әлемдегі ең жылдам дамып келе жатқан экономикалық аймақтардың бірі болып табылатын Оңтүстік-Шығыс Азияда индустрияландыру, урбанизация және халық санының өсуі қарқынды жүріп жатыр. Бұл процесс ауа сапасын бақылау, өнеркәсіптік қауіпсіздікті қамтамасыз ету және қоршаған ортаны қорғауға шұғыл қажеттілік туғызды. Газ сенсорлары маңызды сенсорлық технология ретінде маңызды рөл атқарады. Төменде Оңтүстік-Шығыс Азиядағы осы технологияның бірнеше негізгі қолданылу салалары мен нақты жағдайлары келтірілген.

1. Өнеркәсіптік қауіпсіздік және технологиялық процестерді бақылау

Бұл газ сенсорларын қолданудың ең дәстүрлі және маңызды саласы. Оңтүстік-Шығыс Азияда көптеген өндіріс орындары, химиялық зауыттар, мұнай өңдеу зауыттары және жартылай өткізгіш қондырғылар орналасқан.

• Қолдану сценарийлері:
  • Тез тұтанатын және улы газдың ағып кетуін бақылау: Мұнай-химия зауыттарында, табиғи газ станцияларында және химиялық заттарды сақтау қоймаларында өрттердің, жарылыстардың және улану оқиғаларының алдын алу үшін метан, пропан, күкіртсутек, көміртегі тотығы және аммиак сияқты газдардың ағып кетуін нақты уақыт режимінде бақылау.
  • Жабық кеңістікке кіруді бақылау: қызметкерлердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін кеме трюмдері, ағынды суларды тазарту цистерналары және жер асты туннельдері сияқты жабық кеңістіктерге кірмес бұрын оттегі деңгейін, тұтанатын газдарды және белгілі бір улы газдарды тексеру үшін портативті газ детекторларын пайдалану.
  • Процесті оңтайландыру және сапаны бақылау: өнімнің сапасы мен өндіріс тиімділігін қамтамасыз ету үшін тамақ және сусындарды ашыту және жартылай өткізгіштер өндірісі сияқты процестердегі нақты газдардың (мысалы, көмірқышқыл газы, оттегі) концентрациясын дәл бақылау.
• Кейс-стадилер:
  • Вьетнамдағы ірі мұнай өңдеу зауыты орталық басқару жүйесіне қосылған жүздеген стационарлық газ сенсорларының желісін өз нысанында орналастырды. Көмірсутек газының ағуы анықталған жағдайда, жүйе дереу дыбыстық және көрнекі дабылдарды іске қосады және желдету жүйелерін автоматты түрде іске қосады немесе тиісті клапандарды жаба алады, бұл апат қаупін азайтады.
  • Сингапурдағы әлемдегі жетекші химиялық хаб болып табылатын Джуронг аралының химиялық паркінде ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) іздік ағып кетулерін анықтау үшін компаниялары озық фотоионизация детекторының (PID) сенсорларын кеңінен қолданады, бұл ерте ескертуге және қоршаған ортаны қорғау талаптарына сәйкестікті қамтамасыз етеді.

2. Қалалық ауа сапасын бақылау және қоғамдық денсаулық сақтау

Джакарта, Бангкок және Манила сияқты Оңтүстік-Шығыс Азияның көптеген ірі қалалары көлік кептелісі мен өнеркәсіптік шығарындылардан туындайтын ауаның ластану проблемаларына тап болуда. Қоғамның салауатты тыныс алу ортасына қатысты алаңдаушылығы үнемі 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 үкіметтік қоршаған ортаны қорғау агенттіктері құрған жоғары дәлдіктегі бақылау станциялары. Олар мемлекеттік саясатты ақпараттандыру үшін ауа сапасының индексін (AQI) жариялайды.
  • Микросенсорлық желілер: Жергілікті ауа сапасы туралы нақты уақыт режимінде егжей-тегжейлі деректерді қамтамасыз ету үшін тығыздығы жоғары мониторинг желісін құру үшін елді мекендерде, мектептердің айналасында және ауруханалардың жанында арзан, ықшам микрогаз сенсорлық түйіндерін орналастыру.
  • Жеке портативті құрылғылар: Жеке тұлғалар өздерінің жақын ортасындағы ластану деңгейін тексеру үшін киілетін немесе қолмен ұсталатын ауа сапасын өлшейтін құрылғыларды пайдаланады, бұл маска кию немесе ашық ауадағы іс-шараларды азайту сияқты қорғаныс шешімдерін қабылдауға мүмкіндік береді.
• Кейс-стадилер:
  • Таиландтағы Бангкок қалалық әкімшілігі қала бойынша жүздеген IoT негізіндегі микро ауа сапасы сенсорларын орналастыру үшін зерттеу институттарымен серіктестік орнатты. Бұл сенсорлар деректерді бұлтқа нақты уақыт режимінде 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.
  • Индонезияның Джакарта қаласындағы «Ақылды мектеп» жобасы аясында сынып бөлмелеріне көмірқышқыл газы (CO₂) сенсорлары орнатылды. CO₂ деңгейі бөлмедегі адамдардың көптігіне байланысты көтерілген кезде, сенсорлар ауаны жаңарту үшін желдету жүйелерін автоматты түрде іске қосады, бұл оқушылардың зейінін және денсаулығын жақсартуға көмектеседі.

3. Ауыл шаруашылығы және мал шаруашылығы

Ауыл шаруашылығы Оңтүстік-Шығыс Азияның көптеген елдерінде экономиканың негізі болып табылады. Газ сенсорларын қолдану дәстүрлі ауыл шаруашылығын дәл және ақылды егіншілікке айналдыруға ықпал етуде.

• Қолдану сценарийлері:
  • Жылыжай ортасын бақылау: озық жылыжайлардағы CO₂ деңгейін бақылау және фотосинтезді күшейту үшін CO₂-ны «газ тыңайтқышы» ретінде шығару, көкөністер мен гүлдердің өнімділігі мен сапасын айтарлықтай арттыру.
  • Астықты сақтау қауіпсіздігі: Үлкен силостардағы көмірқышқыл газы немесе фосфин концентрациясын бақылау. CO₂-тың қалыптан тыс жоғарылауы зиянкестер немесе зең белсенділігіне байланысты бұзылуды көрсетуі мүмкін. Фосфин - кең таралған фумигант, және оның концентрациясы тиімді зиянкестермен күресу және пайдалану қауіпсіздігі үшін дәл бақылануы керек.
  • Мал шаруашылығының қоршаған ортасын бақылау: Жабық құс қораларындағы және мал қораларындағы аммиак (NH₃) және күкіртті сутек (H₂S) сияқты зиянды газдардың деңгейін үздіксіз бақылау. Бұл газдар жануарлардың денсаулығына әсер етеді, бұл ауруларға және өсудің тежелуіне әкеледі. Сенсорлар үй ішіндегі ортаны жақсарту үшін желдету жүйелерін іске қоса алады.
• Кейс-стадилер:
  • Малайзиядағы ақылды жылыжай фермасы өсімдіктердің өсуі үшін оңтайлы CO₂ деңгейін (мысалы, 800-1200 ppm) ұстап тұру үшін NDIR (дисперсиялық емес инфрақызыл) технологиясына негізделген CO₂ сенсорларын автоматтандырылған басқару жүйесімен біріктіріп пайдаланады, бұл қызанақ өнімділігін шамамен 30%-ға арттырады.
  • Тайландтағы ірі құс фермасы тауық қораларына аммиак сенсорлық желісін орнатты. Аммиак концентрациясы белгіленген шекті мәннен асып кеткенде, желдеткіштер мен салқындатқыш төсеніш жүйелері автоматты түрде іске қосылады, бұл табындағы тыныс алу жолдарының ауруларын тиімді түрде азайтады және антибиотиктерді қолдануды азайтады.

4. Қоршаған ортаны бақылау және апаттар туралы ескерту

Оңтүстік-Шығыс Азия геологиялық апаттарға бейім және климаттың өзгеруіне байланысты маңызды алаңдаушылық тудыратын аймақ болып табылады.

• Қолдану сценарийлері:
  • Қоқыс полигондары мен ағынды суларды тазарту қондырғыларын бақылау: жарылыс қаупін болдырмау және биогазды қалпына келтіру және электр қуатын өндіру жобалары үшін деректер беру мақсатында метанның түзілуі мен шығарындыларын бақылау. Сондай-ақ, айналадағы елді мекендерге әсерін азайту үшін күкіртсутегі сияқты иісті газдарды бақылау.
  • Жанартау белсенділігін бақылау: Индонезия мен Филиппин сияқты жанартау белсенді елдерде ғалымдар жанартаулардың айналасына күкірт диоксиді (SO₂) сенсорларын орнатады. SO₂ шығарындыларының артуы көбінесе жанартау белсенділігінің жоғарылауын көрсетеді, бұл атқылау туралы ескертулер үшін маңызды деректер береді.
  • Орман өрті туралы ерте ескерту: Индонезияның Суматра және Калимантан аралдарының шымтезек орман алқаптарында көміртегі тотығы мен түтін сенсорларын орнату көрінетін жалын пайда болғанға дейін тұтанған өртті анықтай алады, бұл ерте араласуға мүмкіндік береді.
• Кейс-стадилер:
  • Филиппин жанартаутану және сейсмология институты (PHIVOLCS) Майон сияқты белсенді жанартаулардың айналасында газ сенсорларын қоса алғанда, кешенді мониторинг желілерін құрды. Нақты уақыттағы SO₂ деректері оларға жанартау мәртебесін 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 спутниктік қашықтықтан зондтау және жердегі сенсорларды пайдаланады. Газ сенсорлары (мысалы, CO және PM2.5 үшін) тұманның тасымалын бақылау және оның әсерін бағалау үшін маңызды құралдар болып табылады.

Қиындықтар және болашақ үрдістер

Кеңінен қолданылуына қарамастан, Оңтүстік-Шығыс Азияда газ сенсорларын енгізу жоғары температура мен ылғалдылықтың сенсордың қызмет ету мерзімі мен тұрақтылығына әсері, техникалық қызмет көрсету және калибрлеу үшін білікті мамандардың жетіспеушілігі және арзан сенсорлардан алынған деректердің дәлдігін тексеру қажеттілігі сияқты қиындықтарға тап болады.

Болашаққа көз жүгіртсек, IoT, Big Data және жасанды интеллекттің (ЖИ) дамуымен газ сенсорларын қолдану тереңдей түседі:

• Деректерді біріктіру және талдау: газ сенсорының деректерін метеорологиялық, көлік қозғалысы және спутниктік деректер сияқты басқа көздермен біріктіру және болжамды талдау үшін жасанды интеллект алгоритмдерін пайдалану (мысалы, ауа сапасын немесе өнеркәсіптік жабдықтардың істен шығу қаупін болжау).
• Шығындарды азайтуды және таратуды жалғастыру: Микроэлектромеханикалық жүйелер (MEMS) технологиясындағы жетістіктер сенсорларды арзанырақ және кішірейтеді, бұл ақылды қалалар мен ақылды үйлерде кең көлемде енгізуді ынталандырады.

Қорытынды

Оңтүстік-Шығыс Азияның динамикалық ландшафтында газ сенсорлары қарапайым өнеркәсіптік қауіпсіздік құрылғыларынан қоғамдық денсаулықты сақтау, ауыл шаруашылығының тиімділігін арттыру және қоршаған ортаны қорғау үшін жан-жақты құралдарға айналды. Технология дамып, қолдану сценарийлері кеңейген сайын, бұл «электронды мұрындар» көрінбейтін қамқоршылар болып қала береді, бұл Оңтүстік-Шығыс Азияның тұрақты дамуы үшін берік деректер базасын қамтамасыз етеді.