گاز سولفید هیدروژن (H₂S) یکی از خطرناک‌ترین و سمی‌ترین گازهایی است که در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی تولید می‌شود. این گاز حتی در غلظت‌های کم می‌تواند تهدیدی جدی برای سلامت انسان و ایمنی محیط کار باشد. به همین دلیل، استفاده از سامانه‌های پایش هوشمند مبتنی بر شبکه حسگر برای شناسایی و کنترل انتشار H₂S به یک ضرورت حیاتی در تأسیسات صنعتی تبدیل شده است.
اجزای اصلی سامانه پایش H₂S
سنسورهای گاز الکتروشیمیایی: اندازه‌گیری مستقیم غلظت H₂S در هوا با حساسیت بالا.
سنسورهای نوری (NDIR): تشخیص غلظت در محدوده‌های بالاتر و محیط‌های پر گردوغبار.
سنسورهای محیطی کمکی: شامل دما، رطوبت و فشار برای کالیبراسیون بهتر مقادیر اندازه‌گیری.
واحد پردازش لبه‌ای (Edge Node): پردازش اولیه داده‌ها و ارسال به شبکه.
شبکه ارتباطی IoT: شامل LoRaWAN، NB-IoT یا Zigbee برای تبادل داده کم‌مصرف در محیط‌های صنعتی.
داشبورد مدیریتی: نمایش لحظه‌ای نقشه توزیع H₂S و ارسال هشدار در صورت عبور از حد مجاز.
نحوه عملکرد سامانه
سنسورها در نقاط مختلف تأسیسات یا اطراف چاه‌های نفت و گاز نصب می‌شوند. هر حسگر به‌صورت لحظه‌ای غلظت H₂S را ثبت کرده و داده‌ها از طریق شبکه بی‌سیم به مرکز کنترل محلی یا پلتفرم ابری ارسال می‌شود. الگوریتم‌های تحلیل داده، میزان انتشار را در کل محدوده محاسبه کرده و در صورت شناسایی نقاط پرخطر، هشدار فوری برای پرسنل و اپراتورها صادر می‌کنند.
در سامانه‌های پیشرفته، داده‌های مکانی نیز با سیستم GPS ترکیب شده و امکان ترسیم نقشه حرارتی (Heat Map) از انتشار H₂S در محیط فراهم می‌شود.
پروتکل‌های ارتباطی و امنیتی
LoRaWAN: مناسب برای پوشش وسیع و مصرف انرژی پایین در تأسیسات بزرگ.
NB-IoT: کاربردی در مناطق دورافتاده با نیاز به ارسال داده به مراکز ابری.
Zigbee یا WirelessHART: مناسب برای ارتباط درون‌سایتی بین سنسورها.
MQTT با رمزنگاری TLS: برای انتقال امن داده‌ها به داشبورد ابری.
مزایای کلیدی
ایمنی پرسنل: شناسایی سریع نشت H₂S و صدور هشدار صوتی و تصویری.
پایش بلادرنگ: امکان مشاهده تغییرات غلظت گاز در لحظه.
تحلیل مکانی انتشار: با استفاده از نقشه‌های حرارتی می‌توان مسیر انتشار گاز را پیش‌بینی کرد.
کاهش هزینه‌ها: کاهش نیاز به نمونه‌برداری دستی و افزایش سرعت واکنش در شرایط اضطراری.
یکپارچگی با سیستم‌های ایمنی: اتصال به سیستم‌های اطفای حریق یا تهویه خودکار.
در یکی از واحدهای فرآورشی گاز ترش، شبکه‌ای از ۴۰ حسگر هوشمند H₂S بر بستر LoRaWAN نصب شد. این شبکه توانست در یکی از شیفت‌های عملیاتی، افزایش تدریجی غلظت H₂S در محدوده‌ای نزدیک به واحد شیرین‌سازی را شناسایی کند. هشدار فوری به اتاق کنترل ارسال شد و سیستم تهویه اضطراری به‌طور خودکار فعال گردید. این اقدام باعث شد پرسنل پیش از رسیدن غلظت به حد خطرناک، منطقه را تخلیه کنند و از یک حادثه جدی جلوگیری شود.
پایش انتشار H₂S با استفاده از شبکه حسگر هوشمند یک رویکرد نوین برای ارتقای ایمنی و حفاظت از محیط‌زیست در صنایع نفت و گاز است. ترکیب حسگرهای دقیق، شبکه‌های ارتباطی IoT و تحلیل داده‌های بلادرنگ، امکان واکنش سریع و پیشگیرانه در برابر تهدیدات گازی را فراهم می‌آورد. آینده این فناوری با استفاده از هوش مصنوعی و مدل‌سازی پیش‌بینانه به سمت پیش‌بینی انتشار گاز پیش از وقوع حادثه حرکت خواهد کرد.
اگر به دنبال پیاده‌سازی این سیستم در پروژه‌های صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.