اندازه‌گیری گازهای خطرناک و سمی

اندازه‌گیری گازهای خطرناك روز به روز در صنعت امروز اهمیت بیشتری پیدا می‌كند. كارخانه‌ها كمیته‌ای برای ایجاد استانداردهای محیطی تشكیل داده‌اند و شرایط و استانداردهای بسیار سخت‌گیرانه‌ای برای جلوگیری از انتشار این گازها تعیین شده است. ‏ABB(uk)‎‏ سیستمی دایمی را پیشنهاد داده است كه اندازه‌گیری گازها را با كیفیت بسیار بالا انجام می‌دهد و با اینكه هزینه بسیار اندكی را در طول دوره كار كارخانه تحمیل می‌كند، اما تحلیل‌گرهای ‏NDIR‏ و ‏FTIR‏ بسیار قدرتمندی دارد كه توانایی مانیتورینگ خودكار و از راه دور را نیز دارد. فناوری قدرتمند ‏FTIR‏ می‌تواند به صورت هم زمان بیش از ۱۲ نوع از تركیبات گازی شامل ‏HCL، ‏CO، ‏NO، ‏SO۲‎، ‏NO۲‎، ‏N۲O، ‏NH۳‎‏ و ‏H۲O، ‏HF، ‏O۲‎‏ و هیدروكربن‌ها را شناسایی و اندازه‌گیری كند.‏
● بادسنج‌های جدید التراسونیك
‏Gill (uk)‎‏ اعلام كرده است كه به زودی بادسنج‌های التراسونیك جدیدی را عرضه می‌كند كه در ساختن آنها از نمونه‌های ابتدایی ‏Windmaster‏ نیز استفاده نموده است. بادسنج‌های جدید به طور قابل توجهی توانایی‌های انواع قبلی را افزایش داده است. ‏Windmasterهای جدید به طور ایده‌آل می‌تواند برای اندازه‌گیری اغتشاشات هوا در اطراف پل‌هاف ساختمان‌ها، توربین‌های بادی و مكان‌های اندازه‌گیری جریان هوا مورد استفاده قرار گیرند. در هر دو نمونه ‏windmaster‏ و التراسونیك خروجی به صورت دیجیتال نمایش داده می‌شود و علاوه بر این می‌توان سرعت صدا و دما را نیز در خروجی مشاهده نمود. ساختار ‏windmaster‏ از آلومینیوم و فیبرهای كربن تشكیل شده است و نرخ اطلاعات خروجی آن می‌تواند از ۲۰ هرتز تا ۳۲ هرتز متغیر باشد. ورودی‌ها و خروجی‌های آنالوگ را نیز می‌توان با رزالوشن ۱۲ یا ۱۴ بیت در این سیستم به‌كار برد. در حالی كه ‏windmaster‏ جدید از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و می‌توان آن را برای بادهایی با سرعت ‏M/S‏ ۶۵ به كار برد. نرخ دیتای خروجی می‌تواند تا ۳۲ هرتز باشد و با كمترین اغتشاش و از دست دادن اطلاعات مقادیر دقیق در خروجی نمایش داده می‌شود.‏
● كنسول‌‌های سه بعدی
‏‎(USA) Apex‎‏ كنسول‌های سه بعدی جدیدی را ساخته است كه در كنار پروب‌های سه بعدی می‌تواند برای اندازه‌گیری و تعیین سرعت فشار، انحراف و زاویه شیب بردار سرعت جریان در لوله كانال‌ها به كار رود. پروب سه بعدی توانایی اندازه‌گیری انحراف و شیب جریان‌های غیریكنواخت را نیز دارد.
زاویه انحراف به طور مستقیم با چرخش پروب اندازه‌گیری می‌‌شود یا به عبارتی توسط شیب‌سنجی كه به پروب متصل شده است اندازه‌گیری می‌شود و به صورت دیجیتال روی كنسول نمایش داده می‌شود. زاویه شیب نیز با استفاده از نمودارهای كالیبراسیون خاصی كه برای پروب تهیه شده است محاسبه می‌شود. نرخ حجم جریان گاز در كانال نیز با میانگین‌گیری از محور سرعت به دست می‌آید. كنسول ‏MC-۳D۵۲‎‏ دارای مبدل‌های فشاری است كه به طور ویژه‌ای پایدار است. مبدل‌های از نوع ‏NIST‏ و با دقت ‏‎+-۰.۵%‎‏ است و می‌تواند به طور قابل توجهی در برابر فشارهای بالا در شرایط آزمایش از خود مقاومت نشان دهد.‏
● نمونه‌بردار خاك
نمونه‌بردار خاك ‏HVS ۳۰‎‏ كه كمپانی آلمانی "‏Ingenieurburo Norbert Derenda‏" آن را ساخته است. نمونه‌برداری با ظرفیت بالا است كه دارای پمپی ‏m۳‎‏ ۴۰ است. نرخ جریان در حدود ‏m۳/h‎‏۴۰ و فیلتری از جنس فیبر شیشه‌ای از ویژگی‌های این نمونه‌ بردار است. همچنین منوی آن به راحتی قابل استفاده و دارای كلیدهای عملیاتی خاصی است. این نمونه‌بردار می‌تواند تمام پارامترها از جمله فشار، دما و رطوبت را به خوبی نمایش دهد. نرم‌افزار آن به راحتی قابل استفاده ‏update‏ كردن توسط ‏flash-RAM‏ است.‏
● تحلیل‌گر پرتابل گاز ‏
‏ محصول ‏PG-۲۵۰‎‏ شركت اروپایی "‏Horiba‏" یك تحلیل‌گر گازی بسیار ایده‌آل است كه می‌تواند به طور همزمان ۵ گاز متفاوت ‏NO۲‎، ‏SO۲‎، ‏CO، ‏CO۲‎‏ و ‏O۲‎‏ را مورد آنالیز قرار دهد. از ویژگی‌های اصلی آن داشتن پمپ نمونه، فیلترها و سردكننده‌های ترموالكتریك، كالیبراسیون بسیار ساده و راحت و نمایش واضح آنالیز گازها است. وزن این تحلیل‌گر ‏kg‏۱۷ است و همین وزن پایین باعث شده كه انتقال آن به راحتی صورت گیرد و به ابازری ایده‌آل برای استفاده در محیط‌های مختلف و شرایط متفاوت تبدیل شود.
● فناوری جدید در سنسورها
‏ ثبت مقادیر كوچك از گازهای قابل اشتعال و بخارها در اتمسفر یكی از مهم‌ترین مسائل در صنعت و حتی منازل به خصوص در جاهایی كه گازهای طبیعی منابع اصلی انرژی برای آشپزی و سیستم‌های گرمازا هستند، است.‏
در صنعت، حلال‌های قابل اشتعال و فرار به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین اتمسفر باید به خوبی مورد بررسی قرار بگیرد تا از میزان آسیب به آن اطلاع كافی به دست آید. مقادیر بسیار كوچك از گازهای قابل اشتعال و حلال‌های فراری كه با هوا تركیب می‌شوند می‌توانند تركیبات قابل انفجاری را به وجود آورند، بنابراین خیلی مهم است كه پیش از آنكه این تركیبات به سطح بالایی كه خطرآفرین برسند، مقادیر آنها شناسایی و تحت كنترل درآیند.‏
سنسورهای گازی مینیاتوری توسط ‏shinwoo‏ در كره طراحی شده‌اند تا میزان گازهای قابل اشتعال در هوا مخصوصاً متان ‏CH۴‎‏ و ایزوبوتان (‏‎(iso-C۴H۱۰‎، تركیبات اصلی گازهای سوختی، گازهای مایع ‏LNG‏ و ‏LPG‏ را اندازه‌گیری كنند. این سنسورها به سرعت پاسخ می‌دهند و در عین داشتن حساسیت بالا، پایداری زیادی دارند و هزینه بسیار پایینی را نیز به دنبال دارند.
● تحلیل‌گر پرتابل ‏XRF
Niton‏ آلمان تحلیل‌گر پرتابل ‏Xli‏ و ‏XLt‏ را به تازگی عرضه كرده است كه پردازش سیگنال در آن با كیفیت بسیار بالا انجام می‌شود و گیرنده‌های آن برای آنالیزهای شیمیایی فلزات، فلزات مركب، خاك و ... بسیار مناسب است. این ابزار منحصر به فرد می‌تواند به طور مستقل، اطلاعات مربوط به آزمایش‌‌ها را برای دانلود در ‏PC‏ ذخیره كند یا به صورت بی‌سیم و كنترل از راه دور اطلاعات را به ‏PC‏ یا ‏PDA‏ منتقل كند.
همچنین "‏NITON‏" اخیراً تحلیل‌گرهای ‏XRF‏ بسیار زیادی را ‏update‏ كرده است. بدنه جدیدی كه برای این تحلیل‌گرها طراحی شده است، انعطاف‌پذیری و كنترل آن را بسیار راحت‌تر كرده و مقاومت آن را در محیط‌های خطرناك و آسیب‌پذیر بالاتر برده است. به عنوان مثال تحلیل‌گرهای جدید ‏NITON‏ در برابر محیط‌های مربوط مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند و می‌توان حتی در شرایط بارانی نیز از آنها استفاده كرد. در ضمن علاوه بر بالا رفتن مقاومت وزن آنها نیز پایین‌‌تر آمده است.‏
همچنین ‏NIton‏ مكانیسم تعویض فیلتر جدیدی را برای تحلیل‌گرهای "‏Xlt X-ray‏" قرار داده است. این ویژگی جدید باعث شده است كه حساسیت در شرایط حساس بالاتر برود و همچنین توانایی‌های آن نسبت به قبل بسیار بالاتر رفته است.‏
تمام این قابلیت‌ها و امكانات در تحلیل‌گر پلاستیكی جدید ‏XLt۷۹۴‎‏ جمع شده است. ‏‎ XLT ۷۹۴‎‏ اولین ابزار دستی از این نوع است كه آنالیز همزمان المان‌های مختلف شامل ‏cd، ‏pb،As،‎ Hg‎، ‏Cr‏ و ‏Br‏ در پلیمرها را امكان‌پذیر می‌كند.‏
● ترسیمتورهای بی‌سیم ‏
‏ ترنسیمتور بی‌سیم ‏XYR۵۰۰۰‎‏ ابزار بسیار كارآمدی است كه توسط ‏Honeywell‏ ساخته شده است. ‏XYR۵۰۰۰‎‏ می‌تواند در مكان‌هایی كه استفاده از ترنسیمتورهای با وایرهای سخت، هزینه بر است یا به سختی و با صرف زمان زیادی جایگذاری می‌شود، مورد استفاده قرار گیرد. اطلاعات اضافی كه توسط این ترنسیمتورها جمع‌آور می‌شود می‌تواند به بهبود كیفیت كالاها كمك كند و علاوه بر این هزینه‌ها را نیز به میزان زیادی پایین می‌آورد.‏
● ترمومتر دستی ۴ كاناله جدید ‏
‏"‏Omega‏" به تازگی ترمومتر چهاركاناله دستی ‏HH۱۴۷‎‏ را به بازار ارائه كرده است كه دارای ۴ كانكتور ورودی است و می‌تواند ۷ جفت دمای متفاوت را بپذیرد. ‏HH۱۴۷‎‏ تمام ۴ ورودی را می‌تواند به طور همزمان نمایش دهد. در ضمن مصرف باتری در آن بسیار پایین است و دارای تقویمی دایمی است و به طور اتوماتیك خاموش می‌شود.
محدوده دمای این ترمومتر از ‏‎-۱۰۰C‎‏ تا ‏‎۱۳۰۰C‎‏ برای ترموكوپل‌های ‏K‏ و ‏N‏ و از ‏‎۰‎‏ تا ۱۷۰۰‏‎ ‎‏ درجه سانتی‌گراد برای ترموكوپل‌‌های ‏R/S‎‏ است. ولی دقت هر دو در حد ۱/۰% است. ‏HH۱۴۷‎‏ با چهار باتری كار می‌كند كه طول عمر آنها تا ۱۰۰۰ ساعت است.‏
● الكترودهایی با طول عمر بالا
سال‌های متمادی ‏‎(uk)‎‏ "‏sentek‏" الكترودهای ‏PH‏ و ‏Redox‏ را برای اندازه‌گیری در استخرها تولید می‌كرد. مشكلات اندازه‌گیری در گذشته این بود كه الكترودها طول عمر بسیار كوتاهی داشت. ولی كاربران همیشه احتیاج به الكترودهایی با كیفیت بالا در كنار نرخ پایین و قابل قبول قیمت داشتند. بنابراین تیم "‏Sentek‏" به صورت فشرده روی این پروژه مشغول به كار شد تا این مشكل را برطرف سازد و بهترین راه حل را كه همان ساختن الكترودهایی با طول عمر بالا بود ارائه كردند. الكترودهای جدید كالیبراسیون خاصی را نیاز دارد و در اولین سال عمرشان باید یك بار در ماه كالیبره شود.‏
از دیگر مزایای این الكترودها این است كه در برابر صدمات و ضربات متعدد از خود مقاومت نشان می‌دهد و بدون اینكه در عملكردش خللی به وجود آید می‌تواند برای مدت یك سال در محیط‌های خشك نگهداری شود.
● مانیتورینگ همزمان چند پارامتر
‏Tethys Instruments (France)‎‏ به تازگی تحلیل‌گرهای ‏on-line‏ آب ‏ur۴۰۰‎‏ را روانه بازار كرده است و تا ۱۲ پارامتر به طور همزمان می‌تواند توسط یك ابزار مانیتور شود. پورت ‏USB‏ دانلود اندازه‌ها و پارامترهای به دست آمده را با هر كلید ‏USB‏ مقدور می‌سازد رنگ ‏user-friendly‏ صفحه نمایش باعث شده كه پارامترها و كالیبراسیون به راحتی قابل دنبال كردن و بررسی باشد.‏
با توجه به تیوب سوراخی كه در آن تعبیه شده است این ابزار می‌تواند به طور مستقیم وارد فاضلاب شود (بدون اینكه از فیلتری استفاده كند) و حتی می‌توان آن را برای اندازه‌گیری وارد گل كرد. فسفات توسط متدهای رنگ سنجی اندازه‌گیری می‌شود و برای اندازه‌گیری ‏PH‏ باید از پروب‌های خارجی استفاده كرد.
● مانیتورینگ خودكار فلزات سنگین امكان‌پذیر شد
تا چندی پیش هیچ متد قابل قبولی برای نظارت بر وجود فلزات سنگین در آب وجود نداشت. چنین روش‌هایی نیاز به پایداری بالا، حساسیت كافی و قیمت مناسب دارد. در ضمن در ساختار آن نباید از معرف‌های سمی استفاده شود چون بسیار خطرناك است و برای كاربر مشكلات متعددی را ایجاد می‌كند. پس از سال‌ها تلاش و تحقیق كه شامل آزمایش‌ها و تست‌های متفاوت محیطی است، كمپانی ‏sensAque AS‏ موفق به ساخت تجهیزاتی جهت مانیتورینگ فلزات سنگین شد كه در حال حاضر وارد بازارشده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.‏
● پلاری‌متر خودكار با دقت بالا‏
‏ پلاری‌مترهای معمول و رایج معمولاً فقط از یك منبع نور و یك طول موج خاص استفاده می‌كند ولی در تحقیقات شیمی و داروسازی یا در كنترل كیفیت ابزارهای متفاوتی لازم است تا با استانداردهای ملی و بین‌المللی مطابقت پیدا كند. ‏GYROMAT-HP‏ پلاری‌متر خودكار با دقت بسیار بالایی است كه توسط ‏Dr.KERNCHEN GMBH‏ (آلمان) ساخته شده است و می‌تواند شامل سه منبع نور و ۶ طول موج استاندارد با محدوده ‏UR/VIS‏ باشد و برای استفاده در آزمایشگاه‌های مدرن بسیار ایده‌آل است.‏
به علاوه این پلاری‌متر دقت بسیار بالایی دارد كه می‌توان آن را با استاندارد كوارتز مورد كنترل قرار داد و می‌تواند داده‌های اندازه‌گیری شده را به صورت دیجیتال روی صفحه نمایش نشان دهد. این دستگاه به راحتی به ‏PC‏ متصل می‌شود و اطلاعات آن قابل چاپ توسط چاپگر است.‏

نویسنده: مهندس سرور بهبهانی

منبع : ماهنامه مهندسی پزشکی و علوم آزمایشگاهی