Hệ thống cảm biến (sensor) NH3 là máy dò và phát hiện báo rò rỉ khí amoniac. Máy được trang bị cảm biến có thể đo nồng độ khí NH3 bên trong. Khi khí NH3 xuất hiện tại khu vực đặt đầu dò, cảm biến sẽ phản ứng với khí NH3 để tạo thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện này được truyền đến tủ điều khiển trong phòng điều khiển làm cho tủ điều khiển phát ra cảnh báo bằng đèn và còi.
Thiết bị này được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ, dựa trên một màng nano và có thể phát hiện nồng độ amoniac thấp tới 10 ppm. Nhóm nghiên cứu đã sáng chế ra thiết bị cảm biến khí amoniac khi phát hiện thấy chỉ trong vòng 30 giây. Hãy cùng mình tìm hiểu về thiết bị thông minh này qua bài viết dưới đây nhé!
Mục Lục
Nghiên cứu của nhóm về khí amoniac (NH3)
Cảm biến phát hiện amoniac do GS.TS Nguyễn Năng Định, khoa Vật lý Kỹ thuật và Công nghệ Nano, trường Đại học Công nghệ (Đại học Quốc gia Hà Nội) cùng các cộng sự nghiên cứu và chế tạo. Amoniac (NH3) là loại khí độc không màu, khó nhận biết trong không khí. Trên thực tế, khí này có thể tồn tại với nồng độ thấp trong môi trường sống, lao động hàng ngày. Nếu nồng độ (tính theo ppm) vượt quá ngưỡng cho phép (50 ppm), chỉ trong 15 phút, NH3 gây nhiễm độc cho cơ thể con người.
Vốn có kinh nghiệm phát triển linh kiện bán dẫn từ vật liệu nano như điôt phát quang hữu cơ (OLED), pin mặt trời hữu cơ (OSC). Khi nghe thông tin những vụ ngộ độc khí thải amoniac, năm 2018. GS Định bắt tay nghiên cứu, chế tạo cảm biến. GS Nguyễn Năng Định cho biết, cảm biến do nhóm nghiên cứu chế tạo có thể phát hiện nồng độ amoniac. Từ mức dưới 10 ppm trong thời gian phản hồi dưới 30 giây. Cảm biến amoniac được chế tạo kết hợp ba loại vật liệu, gồm polymer dẫn điện, oxit graphene và ống nanocarbon. Các vật liệu này có ưu điểm về khả năng hấp phụ, tính truyền hạt tải và cơ học tốt, để làm lớp màng siêu nhạy với amoniac.
Nguyên lý hoạt động của máy
Nhóm thử nghiệm các tỷ lệ phối trộn khác nhau cho ba vật liệu và tìm ra công thức. Tạo lớp màng tổng hợp có khả năng hấp phụ amoniac cao tới 95%. Theo GS Định, cảm biến này phát hiện amoniac theo nguyên lý. Khi lớp màng nano tiếp xúc với khí amoniac, nồng độ khí càng cao, điện trở cảm biến càng tăng lên. Với độ nhạy tương đối đạt 0,031%/ppm. Nhóm nghiên cứu dự định tích hợp tính năng phát quang của vật liệu nano, chấm lượng tử đưa vào cảm biến. Có thể hiển thị khi phát hiện lượng khí độc vượt quá ngưỡng. Ngoài ra, nhóm có thể phát triển phần mềm server giám sát từ xa. Dữ liệu thu nhận được từ các thiết bị cảm biến.
GS Định cho biết, trong sản xuất công nghiệp hoặc trang trại nuôi gia súc, gia cầm. Cảm biến này có thể lắp cách nhau khoảng 1 m. Để phát hiện nhanh khí amoniac phân tán trong môi trường. Ông cũng hy vọng trong tương lai gần. Có thể phối hợp cùng các nhóm nghiên cứu trong nước về cảm biến khí. Để sớm thương mai hóa sản phẩm, giảm phụ thuộc nguồn thiết bị nhập ngoại.
Tại sao phải đo khí NH3 và tác hại của chúng
- Hít phải: Amoniac có tính ăn mòn. Tiếp xúc với nồng độ cao amoniac trong không khí gây bỏng niêm mạc mũi, cổ họng và đường hô hấp. Điều này có thể phá hủy đường thở dẫn đến suy hô hấp. Hít nồng độ thấp hơn có thể gây ho và kích ứng mũi họng. Kích ứng mắt gây chảy nước mắt.
- Tiếp xúc trực tiếp: Nếu tiếp xúc với amoniac đậm đặc, da, mắt, họng, phổi. Có thể bị bỏng rất nặng. Những vết bỏng có thể gây mù vĩnh viễn, bệnh phổi, hoặc tử vong.
- Nuốt phải: Vô tình ăn hoặc uống amoniac đậm đặc có thể bỏng ở miệng, cổ họng và dạ dày, đau dạ dày nghiêm trọng, nôn.
- Không có bằng chứng cho thấy amoniac gây ung thư. Không có bằng chứng cho thấy việc tiếp xúc với nồng độ amoniac tìm thấy trong môi trường. Gây ra dị tật bẩm sinh hoặc các hiệu ứng phát triển khác.
