תעשיות בקנה מידה קטן להתמודד עם אתגר מתמשך ניטור תרכובות אורגניות תנודתיות (VOCs) כי ציוד זיהוי מסורתי עולה לעתים קרובות אלפי דולרים ודורש הכשרה מיוחדת.אך תעשיות אלה - כגון חנויות גוף רכב, ריהוט לסיים, מתקני הדפסה, ופעולות תערובת כימיות - מתן פליטות VOC שיכול לפגוע בבריאות העובד, מפר תקנות סביבתיות, ופוגעות באיכות האוויר האחרונה של חיישן, חומרים מדעיים, וטכנולוגיות דיגיטליות, אפילו כדי להפחית את עלויות סבירות, כדי להפחית את הפחתת עלויות ההגנה על בסיס תפעולי כוח העבודה שלהם.

חשיבותה של VOCID בתעשיות קטנות

תרכובות אורגניות וולטיל הן כימיקלים המבוססים על פחמן, אשר מתרבים בקלות בטמפרטורת החדר.מקורות נפוצים בהגדרות בקנה מידה קטן כוללים צבעי בטיחות, תרופות, דבקים, סוכני ניקוי, דלקים, ו degreasers. חשיפה לטווח קצר לריכוזים גבוהים עלולה לגרום לכאבי ראש, סחרחורת, עצבנות וגרון, ואפקטים נוירולוגיים חמורים יותר נקשרו לכבד ולנזקים של הסוכנות החיסונית, כגון הגנה על בסיס הסביבה.

סיכון בריאות ובטיחות

עובדים בסביבות בקנה מידה קטן פועלים לעתים קרובות קרוב מקורות הפליטה ללא בקרה הנדסית כמו אוורור מקומי. ניטור אישי מבוצע לעתים רחוקות בשל עלות. חיישנים בעלות נמוכה עכשיו לבצע בדיקה רציפה או רציפה של חשיפה אישית מתמשכת שניתן לבצע.לדוגמה, מחקרים אחרונים מראים כי חיישנים זולים של מתכת-חמצני יכולים להתאים באופן סביר עם כלי התייחסות עבור VOCs משותפים כגון toluene ו xyleneen, המאפשרים מוקדם של חשיפה ממוקדת של תהליך של ריכוז, כגון שיפור של אבטחה, כאשר הם יכולים לזהות את רמת אבטחה, כגון מגבלות אבטחה.

המונחים: Compliance

סוכנויות סביבתיות דורשות עסקים קטנים רבים לדווח על פליטות ה-VOC שלהם מדי שנה או לקבל אישורים לפעולות מעל סף מסוים.תקני האישור הלאומית של EPA עבור זיהום אוויר מסוכנים (NESHAP) חלים על מקורות אזוריים - כולל מתקנים בקנה מידה קטן רבים - אשר פולטים זיהום אוויר מסוכן כמו benzene, perchlorothylenelene, או dehydele-cost המאפשרים זיהוי עצמי של רשתות נמוכות של תרופות אלה, כמו חיישנים בתנאי בקרת איכות נמוכה, כמו מחסנים, כמו גם באזורים אחרים.

השפעה סביבתית

VOCs לתרום ישירות לייצור פוטו-כימיקלי ועלולים לנוע למרחקים ארוכים ממקורם. תעשיות בקנה מידה קטן, כאשר מצטברים באזור, יכולות להיות השפעה משמעותית על איכות האוויר המקומית.על ידי אימוץ ניטור לא יעיל עלות, עסקים אלה יכולים להפחית את פליטות המלטות שלהם להשתתף ביוזמות איכות אוויר קהילתית. כמה ערים מציעים כעת סובסידיות השקעה או סיוע טכני לעסקים קטנים שמתקין VOC מתמשך, רק מנטרים את התורמים את התורמים ליוזמות איכות האוויר.

חידושים ב-Lo-Cost VOC Detection

כלי ההתייחסות המסורתיים למדידת VOC – כגון גז chromatography –mass spectrometry (GC-MS) או גלאי צילום ספסל (PIDs) – עולה בין 5,000 $ ל-50,000 דולר ודרוש מפעילי מיומנים.הדור החדש של מכשירים זולים בדרך כלל נופל מתחת ל-500 דולר, עם כמה מודולים מתחת ל- 50.

Metal-Oxide Semiconductor (MOS) Sensors

חיישנים מדויקים פועלים על ידי מדידה של השינוי בהתנגדות חשמלית של סרט מתכת-חמצני מחומם - דו חמצני tin דו-חמצני (SnO2) - כאשר הפחתת או חמצון של גזים מודעות על פני השטח שלה.שינוי ההתנגדות תואם ריכוז גז. חיישנים מודרניים הם קומפקטיים (לעתים קרובות SMD חבילות), לצרוך פחות מ -100 mW, ויכול לזהות מגוון רחב של VOCs בחלקים-f מיליון (p) כמו חיישנים רגישים ל-outs) כמו הנדסת חשמל.

צילום מיני-אירוינליזציה Detectors (PIDs)

גלאי צילום משתמשים במנורה אולטרה סגולה באנרגיה גבוהה (UV) כדי לזהות מולקולות גזים, ולאחר מכן למדוד את הנוכחי וכתוצאה מכך מערכות מסורתיות PIDs היו מסיביות ויקרות. מאמצי miniaturization האחרונים יצרו חסומים PIDs במשקל פחות מ -300 גרם ועלויות תחת $ 1,000, עם כמה מודולים זמינים עבור $ 200- 400 $, אלה מציעים תגובה מהירה (שניות), רגישות גבוהה (מכיוון ל -2b) עבור מספר קומפקטיות עבור קומפקטיות של 10 קומפקטיות עבור קומפקטיות סטנדרטיות עבור קומפקטיות של 10.

ערכת מבחן Colorimetric Test Kits

זיהוי קולימטרי משתמש ב-regents כימיים שמשנים צבע בנוכחות של VOCs ספציפיים. ערכות אלה טווח מ- תג-סוג פשוטים דו-מטרים לניתוחים מרובים-tube.לדוגמה, צינורות זיהוי גז (למשל, צינורות ניטור ד"ראגר) אינם מכילים רק בדיקות זכוכית מלאות, אשר שואבות נפח קבוע של אוויר באמצעות משאבה; אורך הצבע מציין ריכוזים של 10 $ ו- 30 $ עבור כל אחד מהם הם יכולים להיות רק קיבולת מלאה של קיבולת של דחוסה, או דחוסה של קיבולת מלאה של דחוסה של דחוסה של דחוסה של קיבולת מלאה של .

רשתות חכמות ושילוב IoT

הנישואים של חיישנים גזים זולים עם פלטפורמות אינטרנט-of-דברים (IoT) הוא אולי החדשנות הטרנספורמציה ביותר עבור מודלים בקנה מידה קטן.מוניטור VOC החכם טיפוסי משלב מ"א" או חיישן PID זעיר עם מיקרו-בקר, Wi-Fi או LoRaWAN מזהה כעת מודול אלחוטי שונה, ועלויות חומרה מבוססות ענן יכולות להיות מתחת ל- $ 5 $, ללא תשלום, עם תוכניות חודשיות כמו טבלאות אבטחה, כאשר הם יכולים לשלוח הודעות אבטחה מהירות אבטחה, כמו דחוסות, 000.

יתרונות לתעשיות קטנות

היתרון העיקרי של חידושים אלה הוא בעלות נמוכה באופן דרמטי עלות הבעלות. מתקן שלא יכול היה להצדיק 1 10,000 PID יכול כעת לפרוס רשת של עשרה צמתים של מעבורת מ-IoT עבור חלק מהסכום הזה.אבל העלות אינה רק היתרון.

עלויות ניכוי

הוצאות ההון הראשוניות יורדות על ידי 90-95% בהשוואה לשיטות מסורתיות.יתר על כן, עלויות התפעוליות יורדות מכיוון שרוב החיישנים בעלות נמוכה לא דורשים גזי נושא, לא לוח זמנים של תחזוקה מורכב, ורק החזר תקופתי (שיכול להיות אוטומטי עם גזי התייחסות או ערכות ריצוף שדה) עבור חנות הדפסה קטנה, העלות השנתית של תוכנית ניטור VOC באמצעות VOC באמצעות חיישנים חכמים יכולה להיות פחות מ-1,000 דולר, לעומת $-5,000 $ לדגימות שירות קבועות עבור ארבע פעמים בשנה הראשונה.

המונחים: use and Deployment

גלאי בעלות נמוכה מודרניים נועדו לא-מומחים.רבים הם מופעלים סוללות, אלחוטיים, מצוידים באפליקציות ניידות המנחים את ההתקנה וההגדרה. תגים Colorimetric דורשים רק קידוד עבור שינוי שלם. נזלת חושית ניתן לרכוב עם מגנטים או רצועות דבקות, והנתונים מופיעים על לוח זמנים בתוך דקות של אימון כוח-על יכול להסתיים בתוך שעה אחת.

מעקב בזמן אמת וקידוד נתונים

ניטור רציף מספק הודעה מיידית של דליפות, תהליכים מרתיעים, או ventilation כשלים, המאפשרת פעולה תיקון מהיר שיכול למנוע תקריות חשיפה יתר. יומן הנתונים גם בונה תיעוד שניתן להשתמש בו כדי להפגין תאימות רגולטורית במהלך הבדיקות, כדי לייעל את הפרמטרים של תהליך (למשל, צמצום השימוש המפתור ללא מגבלות חשיפה), ולתעד שיפור מתמשך עבור קיימות.

לדוגמה, חנות רהיטים קטנה המסדיר בפורטלנד, אורגון, מיושמת רשת של ארבעה חיישנים מבוססי IoT סביב תא ריסוס שלה וייבוש צ'יפים. מעל שישה חודשים, המערכת זיהתה שלושה פרקים של ריכוזים methylene גבוה כלוריידים אשר גרמו לאזעקות, מה שגרם לבעלים לשפר את זרימת האוויר ולעבור סוכן פיזור נמוך יותר של מערכת 580 ימים, כולל שירות אחד של טיפול רפואי שלילי, כולל שירות שלילי, מנעומים, כולל זמן, 000 שנים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, כולל שירות, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 שירות טיפול יעיל של שירות טיפול יעיל, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות התקדמות מרשימה, טכנולוגיות זיהוי בעלות נמוכה עומדות בפני כמה מכשולים שיש לטפל בהם לפני שהם הופכים להיות אמינים באופן אוניברסלי בסביבות תעשייתיות תובעניות.

אתגרים טכניים נוכחיים

(FLT:0Selectivity and cross-sרגישות.veFLT:1 חיישנים של MOS מגיבים לצמצום גזים ספציפיים בו זמנית, מה שהופך את זה קשה להבחין בין אתנול, טולולן, אצטון, ו- VOCs נפוץ אחר, הומור ושינויים טמפרטורה יכולים לגרום לתופעות לוואי חיוביות או שליליות. בעוד מנורות מרובות-חושים ללמידה, הם דורשים הכשרה נרחבת, אך לא יכול להגיב על ידי חומרים רגישים יותר לתערובת אופטית (אך לא יכול רק לתערובת אופטית) אך ורק לשילוב חיובי יותר.

(FLT:0Calibration and long-term.emph:1 חיישנים בעלות נמוכה נסחף לאורך זמן בשל הרעלה, השפלה של הסרט החישה, או שינויים בסביבה.רבים דורשים לעתים קרובות (שבוע לחודש) בדיקות בליטות או החלמה באמצעות גליצריים מוסמכים, אשר מוסיף עלות ומורכבות.

(FLT:0) אינטנסיונות גבוהה.FreaLT:1 טמפרטורה גבוהה, לחות גבוהה, אבק וכימיקלים קורוזיים (הקוד בהגדרות תעשייתיות) יכולים לקצר את חיי החיישן או לגרום לקריאות לא נכונות.

פתרונות מתפתחים

(ה) חוקרים מטפלים באופן פעיל במגבלות אלה.(FLT:0)Micro-electromechanical Systems (MEMS)PSKFLT:1 חיישנים גזים עם תנורי חום משולבים ושכר טמפרטורה משפרים את היציבות:2 חיישנים גזים מטופחים 3FLT 9) על סוללות החלפה גמישות, באמצעות גרף 6D חומרים, הראו הבטחה עבור זולות, מכשירים חד-חמצני, אשר ניתן להחליף לעתים קרובות יותר מאשר מחסנים (Flad) על ידי תכונות של אחסון נמוכות של חומרים מ-מחדשניים (מחדש) או חומרים מ-מחדשניים (מחדשים)

ההתקדמות המסחרית גם היא בדרך.לדוגמה, החברה ננוזן מציעה צג שניתן ללבוש המשלב רכיבי MOS ו- PID עם למידת מכונה כדי לזהות עד 12 VOCs שונים.המוניטור עולה 475 וכולל מנוי ענן לניתוח נתונים. בדומה, **Breathe E ** תג E** מ Abricor משתמש בזיהוי צבעי עם סמארטפונים עבור dehyde ו- aldedes אחרים, מיקוד קטן וטקסטיליקטוריל.

תחזית עתיד

בתוך חמש השנים הבאות, זיהוי VOC בעלות נמוכה צפוי להיות שגרתי וזמין כמו ניטור CO2 הוא היום.התכנסות של ננו-חומרים מתקדמים, תקשורת אלחוטית בעוצמה נמוכה, ו- AI מבוסס ענן יאפשר מערכות כי עצמי calibrate, לפצות על תרכובות פתוחות בתנאי הדבקה, ולספק תובנות פעולה ללא צורך מומחה היגיינה תעשייתית על צוות.

החידושים המתוארים כאן אינם תיאורטיים – הם כבר פרוסים במאות עסקים קטנים ברחבי העולם.המפתח הוא לבחור את הטכנולוגיה הנכונה לצורך הספציפי: חיישנים של משה עבור ניטור שטח מתמשך רגיש, מיני-מונים זעירים עבור בדיקת מיקום נייד וגילוי דליפה, ערכות צבע עבור תיעוד תאימות, ורשתות IoT עבור פיקוח מקיף על המתקן.