Un senzor de hidrogen sulfurat (H2S) este un senzor de gaz care poate fi construit după mai multe specificații de proiectare diferite pentru detectarea nivelurilor de hidrogen sulfurat create în timpul proceselor industriale și biologice. Astfel de senzori sunt foarte importanți în diverse industrii datorită faptului că hidrogenul sulfurat este un gaz extrem de toxic. Inhalarea a 500 până la 1000 de părți pe milion (ppm) în volum duce aproape întotdeauna la inconștiență imediată și moarte. Unele unități de senzori de hidrogen sulfurat sunt componente de urgență de unică folosință, în timp ce alte modele de senzori H2S sunt concepute pentru a detecta în mod repetat gazul și a rezista mulți ani.
Multe industrii au nevoie de senzorul de hidrogen sulfurat, dar printre cele mai comune se numără industria petrochimică, unde este un produs secundar natural al producției de țiței și gaze naturale, și stațiile municipale de tratare a apelor uzate. Zonele înrudite care produc hidrogen sulfurat includ piscicultură sau acvacultura, depozitarea gunoiului de grajd pentru îngrășământ și regiunile în care există gaze vulcanice sau izvoare termale. Rafinăriile și fabricile de cuptoare de cocs care transformă cărbunele în cocs printr-un proces de încălzire într-un mediu lipsit de oxigen sunt, de asemenea, locații în care un sistem de detectare a senzorului de hidrogen sulfurat este critic. Morile de hârtie, fabricile de oțel și tăbăcăriile produc, de asemenea, gazul și, deoarece este un produs secundar natural al defalcării materiei organice de către bacterii, este, de asemenea, un pericol potențial în mai multe tipuri de fabrici de procesare a alimentelor.
Capacitatea de a detecta în mod natural niveluri periculoase, dar foarte scăzute de hidrogen sulfurat în aer poate fi dificilă din mai multe motive. Un motiv este că este un gaz incolor și transparent, care este mai greu decât aerul, astfel încât tinde să se depună la niveluri scăzute în clădirile unde poate trece inițial neobservat. În timp ce are un miros de ou putred în concentrații scăzute, mirosul se schimbă într-unul dulce la niveluri mai înalte, ceea ce poate deruta simțurile. Există, prin urmare, mai multe metode diferite de detectare a gazului în probele biologice în comparație cu concentrațiile de aer sau apă.
Un design tipic pentru un senzor portabil cu utilizare continuă se bazează pe o celulă de combustibil cu sistem microelectromecanic (MEM) care poate funcționa între -22° și 122° Fahrenheit (-30° până la 50° Celsius) și utilizează principiul electricității. rezistenţă. Senzorul MEM este construit pe un material semiconductor de oxid de metal (MOS) din oxid de staniu microscopic sau pelicule de metal auriu care răspund la modificările rezistenței electrice pe măsură ce gazul de hidrogen sulfurat le trece. Astfel de senzori au timpi de răspuns rapid și pot avea o precizie de până la 25 de părți per miliard (ppb), dar, de cele mai multe ori, sunt proiectați să detecteze doar niveluri mai mari de gaz. Cu toate acestea, sunt ieftine și sunt utilizate în mod obișnuit în condiții climatice aspre, cum ar fi în prospectarea și forajul de petrol și gaze.
Un senzor de hidrogen sulfurat conceput pentru a detecta gazul din apă și nămol se bazează, de asemenea, pe principiul potențiometriei, sau pe modificări ale forței electromotoare din apă. Detectoarele de apă pot măsura nivelurile de gaz la mai puțin de 0.3 ppb și sunt adesea încorporate în pH-metre standard utilizate în industria de tratare a apelor uzate. Ele necesită o calibrare frecventă pentru a fi precise, totuși, care este de obicei programată o dată pe lună. O problemă frecventă a senzorului de deplasare apare cu unitățile necesare pentru măsurarea unor astfel de niveluri fine, ceea ce este o indicație că citirea de ieșire afișată este compensată de valoarea măsurată reală. Într-un senzor de hidrogen sulfurat utilizat într-un mediu lichid, o gamă de deriva de ± 0.5 milivolti (mV) este standard, dar deriva poate ajunge adesea până la 2 mV într-o lună în citiri.
Alte tipuri de modele de senzori de hidrogen sulfurat sunt încorporate în unități portabile transportate de personalul serviciilor de urgență care sunt capabile să detecteze alte gaze periculoase, cum ar fi monoxidul de carbon. Tipuri similare de unități plasate în instalații sunt rezistente la coroziune și explozive, care sunt două proprietăți ale gazului sulfurat de hidrogen. Acestea sunt capabile să funcționeze timp de doi până la cinci ani cu un consum foarte scăzut de energie și fără degradare a capacității de detectare continuă după ce au fost expuse la gaz.
Nivelul de sensibilitate și timpii de răspuns de mai puțin de un minut au fost îmbunătățite în ultimii ani pentru senzorul de hidrogen sulfurat prin încorporarea materialelor proiectate la scara nanometrică. Acest lucru susține noile reglementări din SUA începând cu 2010. Conferința Americană a Igieniștilor Industriali Guvernamentali (ACGIH) a redus nivelurile acceptabile de expunere la gaz pentru o medie ponderată de opt ore de la 10 ppm la 1 ppm și un nivel de expunere pe termen scurt de 15 ppm până la 5 ppm.