Абстракт
Африкадағы ең индустриалды елдердің бірі ретінде Оңтүстік Африка тау-кен өндірісі, өндіріс және урбанизациядан туындайтын ауа сапасы мен қауіпсіздігіне қатысты күрделі мәселелерге тап болады. Нақты уақыт режимінде және дәл бақылау құралы ретінде газ сенсоры технологиясы Оңтүстік Африкадағы бірнеше маңызды салаларда кеңінен қолданылады. Бұл зерттеу газ сенсорларын шахта қауіпсіздігінде, қалалық ауаның ластануын бақылауда, өнеркәсіптік шығарындыларды бақылауда және ақылды үйлерде қолдануға, олардың қауіпсіздікті арттыруға, қоршаған ортаны жақсартуға және экономикалық пайдаға әсерін талдауға бағытталған.
1. Қолдану сценарийлері
Оңтүстік Африканың ерекше экономикалық құрылымы мен әлеуметтік ортасы газ сенсорларын қолданудың әртүрлі сценарийлерін ұсынады:
1. Шахта қауіпсіздігін бақылау
- Анықтама: Тау-кен өнеркәсібі Оңтүстік Африка экономикасының тірегі болып табылады, сонымен қатар жоғары тәуекелді сектор болып табылады. Жер асты жұмыстары улы және тұтанғыш газдардың (мысалы, метан (CH₄), көміртегі тотығы (CO), күкіртсутек (H₂S)) жиналуына бейім, бұл тұншығуға, жарылыстарға және улану оқиғаларына әкеледі.
- Қолдану:
- Барлық жер асты шахталарында стационарлық және портативті газ детекторлары міндетті түрде болуы керек.
- Кеншілер айналасындағыларды нақты уақыт режимінде бақылау үшін жеке көп газды сенсорларды киеді.
- Желілік стационарлық сенсорлар негізгі туннельдер мен жұмыс беттеріне орнатылып, CH₄ және CO концентрациясын үздіксіз бақылап, деректерді нақты уақыт режимінде жер үсті басқару орталықтарына жібереді.
- Қолданылатын сенсор түрлері: Каталитикалық жану (тұтанғыш газдар), электрохимиялық (улы газдар), инфрақызыл сенсорлар (CH₄, CO₂).
2. Қалалық ауа сапасын бақылау
- Анықтама: Йоханнесбург және Претория сияқты ірі қалалар, сондай-ақ Мпумаланга провинциясындағы «Көміртек алқабы» сияқты тығыздығы жоғары өнеркәсіптік аймақтар ұзақ мерзімді ауа ластануынан зардап шегеді. Негізгі ластаушы заттарға күкірт диоксиді (SO₂), азот диоксиді (NO₂), озон (O₃) және бөлшектер (PM2.5, PM10) жатады.
- Қолдану:
- Үкіметтік желілер: Оңтүстік Африка үкіметі бірнеше қалада стационарлық бақылау станцияларынан тұратын ұлттық ауа сапасын бақылау желісін құрды. Бұл станциялар жоғары дәлдіктегі газ сенсорларымен және бөлшектердің сенсорларымен жабдықталған, олар сәйкестікті бақылау және қоғамдық денсаулық сақтау туралы ескертулер үшін қолданылады.
- Қоғамдық деңгейдегі мониторинг: Кейптаун және Дурбан сияқты қалаларда қоғамдық ұйымдар ресми мониторинг желісіндегі олқылықтарды толтыру және қоғамдастық деңгейіндегі ластану туралы егжей-тегжейлі деректерді алу үшін арзан, портативті газ сенсорлық түйіндерін орналастыра бастады.
- Қолданылатын сенсор түрлері: Металл оксиді жартылай өткізгіш (MOS) сенсорлары, электрохимиялық сенсорлар, оптикалық (лазерлік шашыратқыш) бөлшектер сенсорлары.
3. Өнеркәсіптік шығарындылар және процестерді бақылау
- Анықтама: Оңтүстік Африкада ірі жылу электр станциялары, мұнай өңдеу зауыттары, химиялық зауыттар және металлургиялық қондырғылар орналасқан, олар өнеркәсіптік шығатын газдардың негізгі көздері болып табылады.
- Қолдану:
- Үздіксіз шығарындыларды бақылау жүйелері (ҮББЖ): Заңмен міндетті түрде ірі зауыттар түтін мұржаларына ҮББЖ орнатады, SO₂, NOx, CO және CO₂ сияқты ластаушы заттардың шығарындыларын үздіксіз бақылау үшін бірқатар газ сенсорларын біріктіреді, бұл ұлттық шығарындылар стандарттарына сәйкестікті қамтамасыз етеді.
- Процестің қауіпсіздігі және оңтайландыру: Химиялық және тазарту процестерінде датчиктер құбырлар мен реакция цистерналарындағы тұтанғыш және улы газдардың ағып кетуін анықтау үшін қолданылады, бұл жабдықтың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Олар сондай-ақ жану процестерін оңтайландырады, отын тиімділігін арттырады және қалдық газдардың пайда болуын азайтады.
- Қолданылатын сенсор түрлері: ультракүлгін/инфрақызыл спектроскопия (CEMS үшін), каталитикалық жану және электрохимиялық сенсорлар (ағып кетуді анықтау үшін).
4. Тұрғын үй және коммерциялық қауіпсіздік (ақылды үйлер)
- Анықтама: Қалалық жерлерде сұйытылған мұнай газы (СМГ) кең таралған тамақ дайындау отыны болып табылады, ал дұрыс пайдаланбау ағып кетулер мен жарылыстарға әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, өрттен бөлінетін CO2 үнсіз «өлтіруші» болып табылады.
- Қолдану:
- Орта тап үй шаруашылықтары мен коммерциялық мекемелер (мысалы, мейрамханалар, қонақ үйлер) ақылды газ дабылдары мен көміртегі тотығы дабылдарын орнатуда.
- Бұл құрылғылар әдетте кіріктірілген металл оксиді (MOS) немесе электрохимиялық сенсорлармен жабдықталған. Егер сұйытылған газ немесе CO концентрациясы қауіпсіз деңгейден асып кетсе, олар бірден жоғары децибелді аудиовизуалды дабылдарды іске қосады. Кейбір озық өнімдер қашықтан ескертулер алу үшін пайдаланушылардың телефондарына Wi-Fi арқылы push-хабарландырулар жібере алады.
- Қолданылатын сенсор түрлері: Металл оксиді жартылай өткізгіш (MOS) сенсорлары (сұйытылған газ үшін), электрохимиялық сенсорлар (CO үшін).
2. Қолдану тиімділігі
Газ сенсорларын кеңінен қолдану Оңтүстік Африканың бірнеше аймағында айтарлықтай артықшылықтар берді:
1. Жұмыс орнындағы қауіпсіздік айтарлықтай жақсарды
- Тиімділігі: Тау-кен секторында газ сенсорлары өмірді сақтап қалатын технологияға айналды. Нақты уақыт режиміндегі мониторинг және ерте ескертулер кеніштердегі тұтанғыш газ жарылыстары мен жаппай улану оқиғаларының санын күрт азайтты. Газ концентрациясы қауіпті шекті деңгейге жеткенде, жүйелер желдету жабдықтарын автоматты түрде іске қосады немесе эвакуациялау туралы бұйрықтар шығарады, бұл кеншілерге маңызды қашу уақытын қамтамасыз етеді.
2. Қоршаған ортаны басқаруды деректерді қолдау
- Тиімділігі: Ауа сапасы сенсорларының жалпыұлттық желісі үздіксіз қоршаған орта туралы көптеген деректерді жасайды. Бұл деректер үкіметке ауаның ластануын бақылау саясатын (мысалы, шығарындылар стандарттарын) әзірлеу және бағалау үшін ғылыми негіз болып табылады. Сонымен қатар, Ауа сапасы индексін (AQI) нақты уақыт режимінде жариялау осал топтарға (мысалы, астмамен ауыратындарға) ластанған күндері қорғаныс шараларын қабылдауға, қоғамдық денсаулықты сақтауға көмектеседі.
3. Корпоративтік сәйкестік пен шығындарды тиімді пайдалануға ықпал ету
- Тиімділігі: Өнеркәсіптік кәсіпорындар үшін шығарындыларды бақылау жүйелерін орнату жұмыстың заңдылығын қамтамасыз етеді, сәйкессіздік үшін үлкен айыппұлдардан аулақ болады. Сонымен қатар, процесті басқаруда сенсорларды пайдалану жұмыс процестерін оңтайландырады, шикізат қалдықтарын азайтады және энергия тұтынуды азайтады, бұл пайдалану шығындарын тікелей қысқартады.
4. Қоғамдастықтың хабардарлығын арттыру және қоғамның қатысуы
- Тиімділігі: Арзан бағамен жұмыс істейтін қауымдастық сенсорларының пайда болуы тұрғындарға өздерінің жақын қоршаған ортасындағы ластану деңгейін интуитивті түрде түсінуге мүмкіндік береді, бұл үкіметтің деректеріне ғана тәуелділікті азайтады. Бұл қоғамдық экологиялық хабардарлықты арттырады және қауымдастықтарға үкіметке және ластаушы кәсіпорындарға дәлелдерге сүйене отырып қысым жасауға мүмкіндік береді, экологиялық әділдікті нығайтады және төменнен жоғары бақылауды қамтамасыз етеді.
5. Үйлердегі өмір мен мүлікті қорғау
- Тиімділігі: Тұрмыстық газ/СО сенсорларының көбеюі газдың ағып кетуінен туындайтын үйдегі өрттер мен жарылыстардың, сондай-ақ қысқы жылыту кезіндегі СО улану трагедияларының алдын алады, бұл қала тұрғындарына соңғы қорғаныс шебін қамтамасыз етеді.
3. Қиындықтар және болашақ
Айтарлықтай жетістіктерге қарамастан, Оңтүстік Африкада газ сенсоры технологиясын ілгерілетудегі қиындықтар әлі де бар:
- Шығындар және техникалық қызмет көрсету: Жоғары дәлдіктегі сенсорларды сатып алу, орнату және үнемі калибрлеу үкімет үшін де, бизнес үшін де айтарлықтай тұрақты шығындарды тудырады.
- Деректердің дәлдігі: Арзан сенсорлар температура мен ылғалдылық сияқты қоршаған орта факторларына сезімтал, бұл кейде деректердің дәлдігіне қатысты сұрақтар туғызады. Оларды дәстүрлі бақылау әдістерімен бірге пайдалану қажет.
- Технологиялық олқылықтар: Шалғай ауылдық жерлер сенімді мониторинг желілеріне қол жеткізуде қиындықтарға тап болуда.
Болашаққа көз жүгіртсек, Заттар интернеті (IoT), жасанды интеллект (ЖИ) және сенсорлық технология саласындағы жетістіктер Оңтүстік Африканың газ мониторингі желісін интеллект, тығыздық және шығындарды тиімдірек етуге бағыттайды. Сенсорлар дрондармен және спутниктік қашықтықтан зондтаумен біріктіріліп, интеграцияланған «аспан-жер» мониторингі желісін құрайды. ЖИ алгоритмдері ластану көздерін дәл бақылауға және болжамды ескертулерге мүмкіндік береді, бұл Оңтүстік Африканың тұрақты дамуына және халқының қауіпсіздігі мен әл-ауқатына күшті қолдау көрсетеді.
Қорытынды
Газ сенсоры технологиясын кеңінен қолдану арқылы Оңтүстік Африка шахта қауіпсіздігі, қоршаған ортаны бақылау, өнеркәсіптік сәйкестік және тұрғын үйді қорғау салаларында тамаша нәтижелерге қол жеткізді. Бұл «электронды мұрындар» өмірді қорғайтын күзетшілер ретінде ғана емес, сонымен қатар қоршаған ортаны басқару мен жасыл дамуды ілгерілетудің маңызды құралдары ретінде де қызмет етеді. Оңтүстік Африканың тәжірибесі дәстүрлі қиындықтарды шешу үшін технологиялық инновацияларды пайдалануға тырысатын басқа дамушы елдер үшін құнды үлгі болып табылады.
Серверлердің толық жиынтығы және бағдарламалық жасақтама сымсыз модулі, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN қолдайды
Газ сенсорларын көбірек алу үшін ақпарат,
Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.
Email: info@hondetech.com
Компания веб-сайты:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 27 тамыз