Studenti vynalezli zařízení pro detekci toxických plynů v životním prostředí

Zařízení vyvinuté skupinou studentů z Ústavu technické fyziky Hanojské univerzity vědy a technologie dokáže v životním prostředí detekovat toxické plyny NH3, H2S...

Od roku 2021 přišel Do Van Minh, student K63 Ústavu technické fyziky, s nápadem navrhnout a vyrobit zařízení pro měření toxických plynů v životním prostředí. Pod vedením lektora Minh společně s Truong Hong Cuongem, Nguyen Thi Mai Anhem a Nguyen Ngoc Minhem tuto myšlenku realizoval.

Po dvou letech výzkumu byl přístroj studentské skupiny na měření toxických plynů vylepšen ve 3 verzích, přičemž 3 hlavní části zahrnují plášť, elektronický řídicí obvod, zpracování signálu a měřicí komoru.

Minh uvedl, že v průmyslovém výrobním prostředí se často objevuje mnoho druhů toxických plynů, jako jsou skupiny NOx, NH3, H2S a COx, kde skupiny NOx, H2S a NH3 přímo ovlivňují lidské zdraví. Standardní koncentrace tohoto plynu v pracovním prostředí je povolena pod 50 ppm. Měřicí zařízení vyrobené touto skupinou dokáže detekovat toxické plyny již při nízkých koncentracích (koncentrace plynu 10 ppm) a vydá varování.

Zařízení pro měření koncentrace plynu v prostředí, které vynalezla skupina studentů, má obrazovku, která zobrazuje hodnotu koncentrace. Foto: NVCC

Nejdůležitějším a zároveň nejobtížnějším bodem je výzkum senzoru, který by mohl fungovat jako spínač, jenž by umožňoval zapínání a vypínání obvodu, podobně jako v elektrickém obvodu. V této aplikaci působí toxický plyn jako vnější ráz, který způsobí, že spínač bude fungovat změnou odporu. Skupina zvolila jako materiál pro použití plynového senzoru V2O5. Při pokojové teplotě dokáže V2O5 reagovat na jediný plyn, amoniak (NH3), ale u jiných toxických plynů, jako jsou H2S, CO, CO2, NO2..., nedochází téměř k žádné změně, což znamená, že senzor nemůže reagovat na jiné plyny než NH3, což ukazuje, že senzor má vysokou selektivitu v rámci koncentračního limitu plynu 500 ppm, který skupina zkoumala.

Minh uvedl, že skutečný test ukázal, že zařízení dokáže detekovat přítomnost toxického plynu v prostředí a vydat varování. Když koncentrace plynu překročí standardní úroveň 50 ppm, zařízení vydá varování bzučákem. Kromě varování je zařízení také integrováno s obrazovkou, která zobrazuje hodnotu koncentrace měřeného plynu a vykresluje signální čáru změny koncentrace.

V současné době je na trhu mnoho typů produktů pro měření toxických plynů v životním prostředí, dovážených z Číny, Německa a Japonska, za ceny od několika milionů do stovek milionů VND. Některé produkty byly vyvinuty i ve Vietnamu, ale většina měřicích hlavic plynů (senzorových čipů) musí být dovážena ze zahraničí.

Skupina studentů v den převzetí Národní ceny studentského vědeckého výzkumu za rok 2022. Foto: NVCC

Profesor Nguyen Duc Hoa, zástupce ředitele Mezinárodního vzdělávacího institutu pro materiálové vědy (ITIMS) Hanojské univerzity vědy a technologie a zároveň instruktor, zhodnotil, že se jedná o studentský výzkumný produkt, od výroby materiálů, senzorových čipů až po měřicí obvody a zobrazování dat... Produkt je stále ve fázi testování, ale „výhodou je, že skupina vyrobila senzorový čip s vynikajícími vlastnostmi, jako je nízká spotřeba energie, vysoká rychlost odezvy a schopnost detekovat toxické plyny při nízkých koncentracích,“ uvedl pan Hoa. Naznačil, že produkt je třeba vylepšit v designu a některých provozních funkcích, aby byl vhodný a pohodlný pro každodenní používání.

Výzkum skupiny nedávno získal druhou cenu v Národní studentské vědecké soutěži 2022.

Bich Thao

Zdrojový odkaz: https://vnexpress.net/sinh-vien-sang-che-thiet-bi-do-khi-doc-trong-moi-truong-4612624.html