Küçük ölçekli endüstriler, uçucu organik bileşikleri izleme konusunda kalıcı bir meydan okuma ile karşı karşıyadır (VOC) çünkü geleneksel algılama ekipmanları genellikle binlerce dolara mal olur ve özel eğitim gerektirir. Ancak bu endüstriler - otomotiv vücut dükkanları, mobilya bitirme, baskı tesisleri ve kimyasal karışım işlemleri - işçi sağlığına zarar veren küçük ölçekli endüstriler, çevresel düzenlemeleri ihlal edebilir ve zarar veren topluluk hava kalitesini azaltır.

Küçük Endüstrilerde MiC Tespitinin Önemi

Volatile organik bileşikler, yüksek konsantrasyonlara maruz kalan karbon bazlı kimyasallar, boğaz ağrısına ve daha şiddetli nörolojik etkilere neden olabilir. Küçük ölçekli ortamlardaki ortak kaynaklar boyalar, çözücüler, yapıştırıcılar, temizlik ajanları, yakıtlar ve degreasers. Yüksek konsantrasyonlara kısa süreli maruz kalmalar, oksijenli ve ikincil organik VOC'ler, Avrupa'daki çevresel kirliliğin ve çevresel kirliliğin önlenmesine katkıda bulunur.

Sağlık ve Güvenlik Riskleri

Küçük ölçekli ortamlarda işçiler genellikle yerel egzoz havalandırma gibi mühendislik kontrolleri olmadan emisyon kaynaklarına yakın çalışır. Kişisel izleme nadiren maliyet nedeniyle yapılır. Low-cost sensörleri şimdi iş dışı veya sürekli kişisel maruz kalma değerlendirmeyi mümkün kılar. Örneğin, son çalışmalar, ucuz metal-oksik sensörlerin, kişisel havalandırma prosesleri gibi yaygın olarak makul ölçüde iyi ilişkili 200 ppm ile ilişkili olarak makul bir şekilde iyi ilişkili olduğunu gösteriyor - bu da tehlikeli kesintiler için erken uyarı süreci, tehlikeli kesintiler gibi gelişmiş güvenlik önlemleri uygulamak için.

Düzenleme

Çevre ajansları, her yıl VOC emisyonlarını rapor etmek veya belirli eşlerin üzerinde operasyonlar için izin almak için birçok küçük işletme gerektirir. EPA'nın Ulusal Emisyon Standartları Tehlike Hava Kirliliği (HAP) Kaliforniya'nın Güney Sahil Hava Kalitesi Bölgesi gibi bölgelerden onaylar - birçok küçük ölçekli tesis dahil - bu, uygun maliyetli sensör ağlarından gelen verileri kabul ediyor, düşük maliyetli algılama sistemleri uygun şekilde kalibre edilmiş ve emisyonlar altında kalan limitleri doğrulamaktadır.

Çevresel Etki

VOC'ler doğrudan fotokimyasal smog formasyonuna katkıda bulunur ve kaynaklarından uzun mesafelere seyahat edebilir. Küçük ölçekli endüstriler, bir bölgede toplandığında, toplam faydanın yerel hava kalitesi üzerinde anlamlı bir etkisi olabilir.Bu işletmeler kaçak emisyonlarını azaltabilir ve toplum hava kalitesi inisiyatiflerine katılabilirler.

Low-Cost VOC Tespitinde Son Yenilikler

VOC ölçüm için geleneksel referans araçları - gaz kromatografisi gibi - bazı sensör modülleri (GC-MS) veya tezgah fotoyonizasyon dedektörleri (PIDs) - 5.000 $ ve $ 50,000 arasında maliyet ve yetenekli operatörleri gerektirir. yeni düşük maliyetli cihazlar genellikle 50 $ altında bir şekilde azalır. Bu cihazlar mikrofabrikasyonda, nanomalzeme sentezlerinde ve kablosuz iletişimde ilerlemelerden yararlanırlar.

Metal-Oxide yarı iletken (MOS) Sensörler

Makul sensörler ısıtıcı metal-oksit filmdeki değişimin ölçülmesiyle çalışır - 100 mW'den daha az miktarda miktarda VOC'yi parçalardaki yüksek frekanslı sensörlerin azaltılması veya oksitlenmesi durumunda, Figaro Engineering ve Sensirion gibi hassas sensörlerin maliyeti 10 ila 50 $ arasında değişir.Son gelişmeler, en iyi metal oksitlerin kullanımı (örneğin, yüksek çözünürlükte veya fazla miktardaki sensörlerin) sabit olmayan veya ölçümleme hız sensörlerinin kullanımını içerir.

Miniaturized Photoionization demografi (PIDs)

FotoionMS dedektörleri, gaz moleküllerinin iyonize edilmesi için yüksek enerjili bir ultraviyole (UV) lambasını kullanıyor, sonra elde edilen bu hızlı tepki (ikinci) yüksek hassasiyet (çok yüksek çözünürlükte 0.1 ppm) ve birkaç derece kapsayan lineer yanıt aralığı Alfasense ve Honeywell gibi bazı siparişler için özel olarak kullanılabilir.

Renkliimetrik Test Kits

Renkli analiz algılama, belirli bir VOC'lerin varlığında renk değiştiren kimyasal reaktifleri kullanır. Bu kitler, basit bir kötüleştirici testlerden oluşan uzunlukları, her biri için 10 ila 30 $ değerindedir ve birkaç farklı bileşik için kullanılabilir.

Akıllı Sensör Ağları ve IoT Entegrasyonu

Düşük maliyetli gaz sensörlerinin internet-of-things (IoT) platformları belki de küçük ölçekli endüstriler için en dönüştürücü inovasyondur. Tipik bir akıllı VOC, bir mikro kontrolcü, Wi-Fi veya LoRaWAN kablosuz modülü ile bir araya gelir ve bulut tabanlı veri paniğe dayalı olarak şarj edilebilir. Toplam donanım maliyeti, 5 $ - 10 $ arasında hıza sahip olan hesaplama sistemleri ile sabitlenebilir.

Küçük-Scale Industries için Avantajları

Bu yeniliklerin birincil avantajı, daha önce tek 10.000 PID'nin artık on IoT özellikli MOS düğümünü bu parça için dağıtmadığı bir tesistir. Ancak maliyet sadece fayda değildir.

Maliyet Azaltımı Maliyeti

İlk sermaye harcamaları geleneksel yöntemlere kıyasla 90-95 oranında azalır. Dahası, operasyonel maliyetler azalır çünkü çoğu düşük maliyetli sensörler taşıyıcı gazları gerektirmez, karmaşık bakım programları ve sadece periyodik yeniden ayarlama (bu, referans gazları veya alan kalibrasyon kitleri ile otomatik olabilir). Küçük bir baskı mağazası için, akıllı sensörler kullanan yıllık bir VOC izleme programı, yılda 45.000 $ 'dan daha az maliyetle karşılanır.

Kullanım ve İşbirlikleri

Modern düşük maliyetli dedektörleri, özel olmayanlar için tasarlanmıştır. Birçokları, bir saat içinde bir akıllı telefon panjuru ile donatılmıştır. Colorimetric badges, sadece bir dizi endüstriyel hipnoz için bir taslama gerektirir. Sensör düğümleri, manyak veya yapıştırıcı şeritleri ile monte edilebilir ve veriler bir telefon panjurda bir süre içinde tamamlanabilir.

Gerçek Zaman İzleme ve Data Logging

Sürekli izleme, denetimler sırasında düzenleyici göstermek için kullanılan bir kayıt oluşturur, proses parametrelerini optimize etmek için veya havalandırma başarısızlıklarını azaltır ve sürdürülebilirlik sertifikaları için sürekli iyileştirmeyi belgeleyebilir. Bazı bulut platformları yerel çevre ajansları tarafından kabul edilen formatlarda otomatik olarak raporlar oluşturur.

Örneğin, Portland'da küçük bir mobilya refinishing mağazası, Oregon, dört IoT tabanlı MOS sensörünün bir ağının sprey standı ve kurutma rafları etrafında uygulandı. Altı ay boyunca, sistem alarmları tetikleyen üç bölüm tespit etti ve çalışan günlerini azaltır.

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Etkileyici ilerlemeye rağmen, düşük maliyetli VOC algılama teknolojileri, talep edilen endüstriyel ortamlarda evrensel olarak güvenilir hale gelmeden önce ele alınması gereken birkaç engelle karşı karşıyadır.

Mevcut Teknik Zorluklar

[FONT:0) Seçicilik ve çapraz-sensitivitelik[Dönetici:0))[Dönetici ve ısı değişiklikleri, aynı anda birçok gaz azaltımı için yanıt verir, tanol, toluene, acetone ve diğer ortak VOC’ler. Nem ve sıcaklık değişiklikleri, lamba enerjisinin altında herhangi bir iyonizasyon potansiyeline cevap verebilir. ancak çok farklıleştirici bileşikleri ve makine öğreniminin uygunluğunun gerektirdiği gibi, beklenmedik karışımlar için iyi performans göstermeyebilir. Miniaturized PIDs daha seçicidir.

[FONT:0)Calibration ve uzun vadeli stabilite.[Dönetici:0) Low-cost sensörleri, zehirlenme nedeniyle zaman içinde sürüklenme, algılama filmindeki değişiklikler veya çevredeki değişiklikler nedeniyle sık sık (haftada) test veya recalibrasyon gerektirir, bu da maliyet ve karmaşıklık sağlar. Bazı akıllı sistemler, bilinen temiz dönemlere dayanan otomatik temel düzeltmeleri kullanır, ancak bu yaklaşım gerçekten de VOC'lerin temizlenmemesidir.

[FONT:0)Environmental sağlamlığı.[DÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜ:0)Environmental sağlamlığı, yüksek sıcaklık, yüksek nem, toz ve korratif kimyasallar ( endüstriyel ortamlardaki) sensör yaşamı kısaltabilir veya erratik okumalara neden olur. Koruyucu muhafazalar ve insekiz filtreler, ancak maliyet ve bakım sağlar. Örneğin, MOS sensörler genellikle 0-50°C ve 0–95 $ siyonel olmayan performansları aşırıya yakınlaştırır.

Gelişen Çözümler

Araştırmacılar bu sınırlamaları aktif olarak ele alırlar.ETHFLT:0)Mikro-electromechanical sistemler (MEMS)[DÜSTÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜye Olmayanlar İçin Sağlamalı Sistemler (DÜye Olmayanlar)[Üye Olmayanlar İçindeki Motorlar ve Sıcaklıklar)[DÜye Olmayanlar İçindekiler)

Ticari gelişmeler de devam ediyor. Örneğin, şirket Nanozen, Abricor'un formdehit ve diğer tahhitler için kullanılan renkli tespiti ve tekstil endüstrilerini kullanarak bulut aboneliklerini içeren bir giyilebilir monitör sunuyor.

Future Outlook

Önümüzdeki beş yıl içinde, düşük maliyetli VOC algılaması, geçici bileşikleri telafi etmek ve personel üzerinde endüstriyel hijyen uzmanı olarak uygun fiyatlı içgörüler, düşük güç kablosuz iletişim ve bulut tabanlı AI, sistemleri kendi kendine özgü bir şekilde sağlayacaktır ve maruz kalma değerleri sınır dışı etmek için telafi edilebilir kişisel alarmlar sağlayacaktır.Açık donanım platformları (örneğin, Arduino kontrol sistemleri ile entegrasyon programları) otomatik olarak ayarlandığında, yüksek çözünürlükte olan güvenlik kontrol noktalarına göre daha düşük maliyetlidir.

Burada açıklanan yenilikler teorik değildir - dünya çapında yüzlerce küçük işletmede zaten konuşuluyorlar. Anahtar, bu araçları, küçük ölçekli endüstriyel operasyonların işçilere uygun olarak, bütçelerini bozmadan çevresel etkileri azaltılabilir: düşük maliyetli, yüksek işlevli bir VOC algılama için renkli kitler.