Abstrak
Sebagai salah satu negara paling perindustrian di Afrika, Afrika Selatan menghadapi cabaran kualiti dan keselamatan udara yang teruk yang berpunca daripada perlombongan, pembuatan dan pembandaran. Teknologi penderia gas, sebagai alat pemantauan masa nyata dan tepat, digunakan secara meluas dalam beberapa sektor kritikal di Afrika Selatan. Kajian kes ini memfokuskan pada aplikasi penderia gas dalam keselamatan lombong, pemantauan pencemaran udara bandar, kawalan pelepasan industri, dan rumah pintar, menganalisis kesannya terhadap peningkatan keselamatan, peningkatan alam sekitar dan faedah ekonomi.
1. Senario Aplikasi
Struktur ekonomi dan persekitaran sosial yang unik di Afrika Selatan menyediakan pelbagai senario aplikasi untuk penderia gas:
1. Pemantauan Keselamatan Lombong
- Latar Belakang: Industri perlombongan adalah tonggak ekonomi Afrika Selatan tetapi juga sektor berisiko tinggi. Operasi bawah tanah terdedah kepada pengumpulan gas toksik dan mudah terbakar (cth, metana (CH₄), karbon monoksida (CO), hidrogen sulfida (H₂S)), yang membawa kepada sesak nafas, letupan dan kejadian keracunan.
- Permohonan:
- Pengesan gas tetap dan mudah alih adalah wajib di semua lombong bawah tanah.
- Pelombong memakai penderia berbilang gas peribadi untuk memantau persekitaran mereka dalam masa nyata.
- Penderia tetap rangkaian dipasang dalam terowong utama dan muka kerja untuk memantau kepekatan CH₄ dan CO secara berterusan, menghantar data dalam masa nyata ke pusat kawalan permukaan.
- Jenis Sensor Digunakan: Pembakaran bermangkin (gas mudah terbakar), elektrokimia (gas toksik), sensor inframerah (CH₄, CO₂).
2. Pemantauan Kualiti Udara Bandar
- Latar Belakang: Bandar utama seperti Johannesburg dan Pretoria, serta kawasan perindustrian berkepadatan tinggi seperti "Lembah Karbon" di Wilayah Mpumalanga, mengalami pencemaran udara jangka panjang. Bahan pencemar utama termasuk sulfur dioksida (SO₂), nitrogen dioksida (NO₂), ozon (O₃), dan bahan zarahan (PM2.5, PM10).
- Permohonan:
- Rangkaian Kerajaan: Kerajaan Afrika Selatan telah menubuhkan rangkaian pemantauan kualiti udara kebangsaan yang terdiri daripada stesen pemantauan tetap di beberapa bandar. Stesen ini dilengkapi dengan penderia gas berketepatan tinggi dan penderia bahan zarah untuk pemantauan pematuhan dan amaran kesihatan awam.
- Pemantauan Peringkat Komuniti: Di bandar seperti Cape Town dan Durban, organisasi komuniti telah mula menggunakan nod sensor gas mudah alih kos rendah untuk mengisi jurang dalam rangkaian pemantauan rasmi dan mendapatkan data pencemaran peringkat komuniti berbutir.
- Jenis Penderia Digunakan: Penderia semikonduktor oksida logam (MOS), penderia elektrokimia, penderia zarah optik (penyebaran laser).
3. Pelepasan Perindustrian dan Kawalan Proses
- Latar Belakang: Afrika Selatan menjadi tuan rumah loji kuasa haba berskala besar, loji penapisan, loji kimia dan kemudahan metalurgi, yang merupakan sumber utama pelepasan ekzos industri.
- Permohonan:
- Sistem Pemantauan Pelepasan Berterusan (CEMS): Kilang besar yang diberi mandat undang-undang memasang CEMS pada cerobong asap, menyepadukan rangkaian penderia gas untuk terus memantau pelepasan bahan pencemar seperti SO₂, NOx, CO dan CO₂, memastikan pematuhan dengan piawaian pelepasan nasional.
- Keselamatan dan Pengoptimuman Proses: Dalam proses kimia dan penapisan, penderia digunakan untuk mengesan kebocoran gas mudah terbakar dan toksik dalam saluran paip dan tangki tindak balas, memastikan keselamatan peralatan. Mereka juga mengoptimumkan proses pembakaran, meningkatkan kecekapan bahan api, dan mengurangkan penjanaan gas sisa.
- Jenis Penderia Digunakan: Spektroskopi ultraungu/inframerah (untuk CEMS), pembakaran pemangkin dan penderia elektrokimia (untuk pengesanan kebocoran).
4. Keselamatan Kediaman dan Komersial (Rumah Pintar)
- Latar Belakang: Di kawasan bandar, gas petroleum cecair (LPG) adalah bahan api memasak biasa, dan penggunaan yang tidak betul boleh menyebabkan kebocoran dan letupan. Selain itu, CO yang dihasilkan oleh kebakaran adalah "pembunuh" senyap.
- Permohonan:
- Semakin banyak isi rumah kelas pertengahan dan pertubuhan komersial (cth, restoran, hotel) sedang memasang penggera gas pintar dan penggera karbon monoksida.
- Peranti ini biasanya menampilkan oksida logam (MOS) terbina dalam atau penderia elektrokimia. Jika kepekatan LPG atau CO melebihi paras selamat, ia segera mencetuskan penggera audio-visual desibel tinggi. Sesetengah produk lanjutan juga boleh menghantar pemberitahuan tolak ke telefon pengguna melalui Wi-Fi untuk makluman jauh.
- Jenis Penderia Digunakan: Penderia semikonduktor oksida logam (MOS) (untuk LPG), penderia elektrokimia (untuk CO).
2. Keberkesanan Aplikasi
Penggunaan meluas penderia gas telah memberikan manfaat yang ketara di beberapa kawasan di Afrika Selatan:
1. Keselamatan Tempat Kerja yang Dipertingkatkan dengan ketara
- Keberkesanan: Dalam sektor perlombongan, penderia gas telah menjadi teknologi yang menyelamatkan nyawa. Pemantauan masa nyata dan amaran awal telah secara drastik mengurangkan kejadian letupan gas mudah terbakar dan kejadian keracunan besar-besaran di lombong. Apabila kepekatan gas menghampiri ambang berbahaya, sistem secara automatik mengaktifkan peralatan pengudaraan atau mengeluarkan perintah pemindahan, memberikan pelombong masa melarikan diri yang kritikal.
2. Sokongan Data untuk Tadbir Urus Alam Sekitar
- Keberkesanan: Rangkaian penderia kualiti udara seluruh negara menjana sejumlah besar data persekitaran berterusan. Data ini berfungsi sebagai asas saintifik bagi kerajaan untuk menggubal dan menilai dasar kawalan pencemaran udara (cth, piawaian pelepasan). Pada masa yang sama, penerbitan masa nyata Indeks Kualiti Udara (AQI) membantu kumpulan yang terdedah (contohnya, pesakit asma) mengambil langkah perlindungan pada hari tercemar, menjaga kesihatan awam.
3. Memudahkan Pematuhan Korporat dan Kecekapan Kos
- Keberkesanan: Untuk perusahaan perindustrian, memasang sistem pemantauan pelepasan memastikan kesahihan operasi, mengelakkan denda yang tinggi kerana ketidakpatuhan. Selain itu, penggunaan penderia dalam kawalan proses mengoptimumkan aliran kerja, mengurangkan sisa bahan mentah dan mengurangkan penggunaan tenaga, secara langsung mengurangkan kos operasi.
4. Peningkatan Kesedaran Komuniti dan Penyertaan Awam
- Keberkesanan: Kemunculan penderia komuniti kos rendah membolehkan penduduk untuk直观地了解 (memahami secara intuitif) tahap pencemaran dalam persekitaran terdekat mereka, mengurangkan pergantungan sepenuhnya pada data kerajaan. Ini meningkatkan kesedaran alam sekitar awam dan memperkasakan komuniti untuk menekan kerajaan dan mencemarkan perusahaan berdasarkan bukti, mempromosikan keadilan alam sekitar dan membolehkan penyeliaan dari bawah.
5. Perlindungan Nyawa dan Harta di Rumah
- Keberkesanan: Percambahan penderia gas/CO isi rumah dengan berkesan menghalang kebakaran rumah dan letupan yang disebabkan oleh kebocoran gas, serta tragedi keracunan CO semasa pemanasan musim sejuk, memberikan penduduk bandar barisan pertahanan terakhir yang kritikal.
3. Cabaran dan Masa Depan
Walaupun terdapat kejayaan yang ketara, cabaran kekal dalam mempromosikan teknologi penderia gas di Afrika Selatan:
- Kos dan Penyelenggaraan: Pemerolehan, pemasangan dan penentukuran tetap penderia ketepatan tinggi memerlukan kos berterusan yang besar untuk kerajaan dan perniagaan.
- Ketepatan Data: Penderia kos rendah terdedah kepada faktor persekitaran seperti suhu dan kelembapan, kadangkala menimbulkan persoalan tentang ketepatan data. Mereka perlu digunakan bersama dengan kaedah pemantauan tradisional.
- Jurang Teknologi: Kawasan luar bandar terpencil bergelut untuk mengakses rangkaian pemantauan yang boleh dipercayai.
Memandang ke hadapan, kemajuan dalam Internet Perkara (IoT), kecerdasan buatan (AI) dan teknologi penderia akan memacu rangkaian pemantauan gas Afrika Selatan ke arah kecerdasan, ketumpatan dan keberkesanan kos yang lebih besar. Penderia akan berintegrasi dengan dron dan penderiaan jauh satelit untuk membentuk rangkaian pemantauan "langit-tanah" bersepadu. Algoritma AI akan membolehkan kebolehkesanan tepat sumber pencemaran dan amaran ramalan, memberikan sokongan yang lebih kukuh untuk pembangunan mampan Afrika Selatan dan keselamatan serta kesejahteraan rakyatnya.
Kesimpulan
Melalui aplikasi meluas teknologi sensor gas, Afrika Selatan telah mencapai hasil yang luar biasa dalam keselamatan lombong, pemantauan alam sekitar, pematuhan industri dan perlindungan rumah. "Hidung elektronik" ini bukan sahaja berfungsi sebagai pengawal yang melindungi nyawa tetapi juga bertindak sebagai alat penting untuk mempromosikan tadbir urus alam sekitar dan pembangunan hijau. Amalan Afrika Selatan menawarkan model berharga untuk negara membangun lain yang ingin memanfaatkan inovasi teknologi untuk menangani cabaran tradisional.
Set lengkap pelayan dan modul wayarles perisian, menyokong RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Untuk lebih banyak penderia gas maklumat,
sila hubungi Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Laman web syarikat:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Masa siaran: Ogos-27-2025