از باران‌سنج‌های سنتی گرفته تا حسگرهای هوشمند، امنیت آب جهانی را حفظ می‌کنند

در پس‌زمینه تغییرات اقلیمی جهانی که به شدت تشدید شده است، پایش دقیق بارش برای کنترل سیل و کاهش خشکسالی، مدیریت منابع آب و تحقیقات هواشناسی به طور فزاینده‌ای اهمیت یافته است. تجهیزات پایش بارش، به عنوان ابزار اساسی برای جمع‌آوری داده‌های بارش، از باران‌سنج‌های مکانیکی سنتی به سیستم‌های حسگر هوشمند که فناوری‌های اینترنت اشیا و هوش مصنوعی را ادغام می‌کنند، تکامل یافته‌اند. این مقاله به طور جامع ویژگی‌های فنی و سناریوهای کاربردی متنوع باران‌سنج‌ها و حسگرهای بارش را معرفی کرده و وضعیت فعلی کاربرد فناوری پایش گاز جهانی را تجزیه و تحلیل خواهد کرد. توجه ویژه‌ای به روندهای توسعه در زمینه پایش گاز در کشورهایی مانند چین و ایالات متحده خواهد شد و آخرین پیشرفت‌ها و روندهای آینده فناوری پایش بارش را به خوانندگان ارائه می‌دهد.

تکامل تکنولوژیکی و ویژگی‌های اصلی تجهیزات پایش بارندگی

بارش، به عنوان یک حلقه کلیدی در چرخه آب، اندازه‌گیری دقیق آن برای پیش‌بینی هواشناسی، تحقیقات هیدرولوژیکی و هشدار اولیه بلایای طبیعی از اهمیت بالایی برخوردار است. تجهیزات پایش بارش، پس از یک قرن توسعه، طیف فنی کاملی را از دستگاه‌های مکانیکی سنتی تا حسگرهای هوشمند پیشرفته تشکیل داده‌اند که نیازهای پایش را در سناریوهای مختلف برآورده می‌کنند. تجهیزات رایج فعلی پایش بارش عمدتاً شامل باران‌سنج‌های سنتی، باران‌سنج‌های سطلی و حسگرهای باران پیزوالکتریک نوظهور و غیره است. هر یک از آنها ویژگی‌های خاص خود را دارند و از نظر دقت، قابلیت اطمینان و محیط‌های کاربردی، ویژگی‌های متمایز آشکاری را نشان می‌دهند.

باران‌سنج سنتی، بنیادی‌ترین روش اندازه‌گیری بارندگی را نشان می‌دهد. طراحی آن ساده اما مؤثر است. باران‌سنج‌های استاندارد معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند و قطر نگهداری آب آنها Ф200±0.6 میلی‌متر است. آنها می‌توانند بارندگی را با شدت ≤4 میلی‌متر در دقیقه و با وضوح 0.2 میلی‌متر (مطابق با 6.28 میلی‌لیتر حجم آب) اندازه‌گیری کنند. در شرایط آزمایش استاتیک داخلی، دقت آنها می‌تواند به ±4٪ برسد. این دستگاه مکانیکی نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد و بر اساس اصول فیزیکی محض کار می‌کند. این دستگاه دارای قابلیت اطمینان بالا و نگهداری آسان است. طراحی ظاهری باران‌سنج نیز بسیار دقیق است. خروجی باران از ورق فولاد ضد زنگ از طریق مهر و موم و ترسیم کلی، با درجه صافی بالا ساخته شده است که می‌تواند خطای ناشی از احتباس آب را به طور مؤثر کاهش دهد. حباب تنظیم افقی داخل دستگاه به کاربران کمک می‌کند تا تجهیزات را در بهترین حالت کاری تنظیم کنند. اگرچه باران‌سنج‌های سنتی از نظر اتوماسیون و مقیاس‌پذیری عملکردی محدودیت‌هایی دارند، اما اعتبار داده‌های اندازه‌گیری آنها باعث می‌شود که هنوز هم تجهیزات معیار برای بخش‌های هواشناسی و هیدرولوژی برای انجام مشاهدات و مقایسه‌های تجاری تا به امروز باشند.

حسگر باران‌سنج سطلی واژگون‌کننده، بر اساس سیلندر باران‌سنج سنتی، جهشی در اندازه‌گیری خودکار و خروجی داده‌ها ایجاد کرده است. این نوع حسگر، بارش را از طریق مکانیسم سطلی دوگانه با طراحی دقیق به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند - هنگامی که یکی از سطل‌ها آب را تا مقدار از پیش تعیین‌شده‌ای (معمولاً 0.1 میلی‌متر یا 0.2 میلی‌متر بارش) دریافت می‌کند، به دلیل گرانش به خودی خود واژگون می‌شود و همزمان یک سیگنال پالس 710 از طریق مکانیسم فولاد مغناطیسی و سوئیچ نی تولید می‌کند. حسگر باران‌سنج FF-YL تولید شده توسط شرکت فناوری الکترونیکی هبی فیمنگ، نمونه‌ای بارز از این حسگر است. این دستگاه از جزء سطل واژگون‌کننده تشکیل شده توسط قالب‌گیری تزریقی پلاستیک‌های مهندسی استفاده می‌کند. سیستم پشتیبانی به خوبی ساخته شده و گشتاور مقاومت اصطکاکی کمی دارد. بنابراین، به واژگونی حساس است و عملکرد پایداری دارد. حسگر باران‌سنج سطلی واژگون‌کننده، خطی بودن خوب و توانایی ضد تداخل قوی دارد. علاوه بر این، قیف با سوراخ‌های توری طراحی شده است تا از مسدود شدن جریان آب باران توسط برگ‌ها و سایر زباله‌ها جلوگیری کند، که این امر قابلیت اطمینان کار در محیط‌های بیرونی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. باران‌سنج سطلی واژگون‌شونده سری TE525MM شرکت کمپبل ساینتیفیک در ایالات متحده، دقت اندازه‌گیری هر سطل را به 0.1 میلی‌متر بهبود بخشیده است. علاوه بر این، می‌توان با انتخاب یک محافظ باد، تأثیر باد شدید بر دقت اندازه‌گیری را کاهش داد، یا می‌توان با تجهیز یک رابط بی‌سیم، انتقال داده‌ها را از راه دور انجام داد 10.

حسگر باران‌سنج پیزوالکتریک، بالاترین سطح فناوری فعلی پایش باران را نشان می‌دهد. این حسگر کاملاً قطعات متحرک مکانیکی را کنار می‌گذارد و از فیلم پیزوالکتریک PVDF به عنوان دستگاه سنجش باران استفاده می‌کند. این حسگر با تجزیه و تحلیل سیگنال انرژی جنبشی تولید شده توسط برخورد قطرات باران، میزان بارندگی را اندازه‌گیری می‌کند. حسگر باران پیزوالکتریک FT-Y1 که توسط شرکت فناوری اینترنت اشیاء شاندونگ فنگتو توسعه یافته است، محصول نمونه‌ای از این فناوری است. این حسگر از یک شبکه عصبی هوش مصنوعی تعبیه شده برای تشخیص سیگنال‌های قطرات باران استفاده می‌کند و می‌تواند به طور مؤثر از تحریک‌های کاذب ناشی از تداخل‌هایی مانند شن، گرد و غبار و لرزش جلوگیری کند. این حسگر مزایای انقلابی بسیاری دارد: طراحی یکپارچه بدون اجزای در معرض دید و توانایی فیلتر کردن سیگنال‌های تداخل محیطی؛ محدوده اندازه‌گیری گسترده (0-4 میلی‌متر در دقیقه) و وضوح تصویر تا 0.01 میلی‌متر است. فرکانس نمونه‌برداری سریع (<1 ثانیه) است و می‌تواند مدت زمان بارندگی را با دقت ثانیه‌ای کنترل کند. و از طراحی سطح تماس قوسی شکل استفاده می‌کند، آب باران را ذخیره نمی‌کند و واقعاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد. محدوده دمای عملیاتی سنسورهای پیزوالکتریک بسیار گسترده است (-40 تا 85 درجه سانتیگراد)، و مصرف برق آن تنها 0.12 وات است. ارتباط داده از طریق رابط RS485 و پروتکل MODBUS انجام می‌شود، که آن را برای ساخت یک شبکه نظارت هوشمند توزیع‌شده بسیار مناسب می‌کند.

جدول: مقایسه عملکرد تجهیزات اصلی پایش بارندگی

نوع تجهیزات، اصول کار، مزایا و معایب، دقت معمول، سناریوهای قابل اجرا

باران‌سنج‌های سنتی مستقیماً آب باران را برای اندازه‌گیری جمع‌آوری می‌کنند و دارای ساختار ساده، قابلیت اطمینان بالا، عدم نیاز به منبع تغذیه و قرائت دستی و عملکرد واحد ±۴٪ ایستگاه‌های مرجع هواشناسی و نقاط مشاهده دستی هستند.

مکانیزم سطل واژگون کننده باران سنج، میزان بارندگی را برای اندازه گیری خودکار به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. انتقال داده ها آسان است. اجزای مکانیکی ممکن است فرسوده شوند و نیاز به نگهداری منظم دارند. ±3% (شدت باران 2 میلی متر در دقیقه) ایستگاه هواشناسی خودکار، نقاط پایش هیدرولوژیکی

حسگر باران‌سنج پیزوالکتریک، سیگنال‌های الکتریکی را از انرژی جنبشی قطرات باران برای تجزیه و تحلیل تولید می‌کند. این حسگر هیچ قطعه متحرکی ندارد، وضوح بالایی دارد، هزینه ضد تداخل آن نسبتاً بالاست و برای هواشناسی ترافیک، ایستگاه‌های خودکار میدانی و شهرهای هوشمند به الگوریتم پردازش سیگنال ≤±4٪ نیاز دارد.

علاوه بر تجهیزات پایش ثابت زمینی، فناوری اندازه‌گیری بارش نیز به سمت پایش سنجش از دور فضایی و هوایی در حال توسعه است. رادار باران زمینی با انتشار امواج الکترومغناطیسی و تجزیه و تحلیل پژواک‌های پراکنده ذرات ابر و باران، شدت بارش را استنباط می‌کند. این رادار می‌تواند به پایش مداوم در مقیاس بزرگ دست یابد، اما به شدت تحت تأثیر انسداد زمین و ساختمان‌های شهری قرار می‌گیرد. فناوری سنجش از دور ماهواره‌ای، بارش زمین را از فضا "نادیده می‌گیرد". در میان آنها، سنجش از دور مایکروویو غیرفعال از تداخل ذرات بارش در تابش پس‌زمینه برای وارونگی استفاده می‌کند، در حالی که سنجش از دور مایکروویو فعال (مانند رادار DPR ماهواره GPM) مستقیماً سیگنال‌ها را منتشر و پژواک‌ها را دریافت می‌کند و شدت بارش 49 را از طریق رابطه ZR (Z=aR^b) محاسبه می‌کند. اگرچه فناوری سنجش از دور پوشش گسترده‌ای دارد، اما دقت آن هنوز به کالیبراسیون داده‌های باران‌سنج زمینی بستگی دارد. برای مثال، ارزیابی در حوضه رودخانه لائوها در چین نشان می‌دهد که انحراف بین محصول بارش ماهواره‌ای 3B42V6 و مشاهدات زمینی 21٪ است، در حالی که انحراف محصول بارش لحظه‌ای 3B42RT به 81٪ می‌رسد.

انتخاب تجهیزات پایش بارندگی نیاز به بررسی جامع عواملی مانند دقت اندازه‌گیری، سازگاری با محیط، الزامات نگهداری و هزینه دارد. باران‌سنج‌های سنتی به عنوان تجهیزات مرجع برای تأیید داده‌ها مناسب هستند. باران‌سنج سطلی واژگون‌کننده، تعادلی بین هزینه و عملکرد برقرار می‌کند و یک پیکربندی استاندارد در ایستگاه‌های هواشناسی خودکار است. حسگرهای پیزوالکتریک، با سازگاری محیطی برجسته و سطح هوشمندی خود، به تدریج کاربرد خود را در زمینه پایش ویژه گسترش می‌دهند. با توسعه اینترنت اشیا و فناوری‌های هوش مصنوعی، یک شبکه پایش یکپارچه چند فناوری به روند آینده تبدیل خواهد شد و به یک سیستم جامع پایش بارندگی دست می‌یابد که نقاط و سطوح را ترکیب کرده و هوا و زمین را یکپارچه می‌کند.

سناریوهای کاربردی متنوع تجهیزات پایش بارندگی

داده‌های بارش، به عنوان یک پارامتر اساسی هواشناسی و هیدرولوژیکی، زمینه‌های کاربردی خود را از مشاهدات سنتی هواشناسی به جنبه‌های متعددی مانند کنترل سیلاب شهری، تولید محصولات کشاورزی و مدیریت ترافیک گسترش داده و یک الگوی کاربردی همه‌جانبه را تشکیل داده است که صنایع مهم اقتصاد ملی را پوشش می‌دهد. با پیشرفت فناوری پایش و بهبود قابلیت‌های تحلیل داده‌ها، تجهیزات پایش بارش نقش کلیدی در سناریوهای بیشتری ایفا می‌کنند و مبنای علمی را برای جامعه بشری جهت مقابله با تغییرات اقلیمی و چالش‌های منابع آب فراهم می‌کنند.

پایش هواشناسی و هیدرولوژیکی و هشدار زودهنگام بلایا

پایش هواشناسی و هیدرولوژیکی، سنتی‌ترین و مهم‌ترین حوزه کاربردی تجهیزات بارش است. در شبکه ملی ایستگاه‌های رصد هواشناسی، باران‌سنج‌ها و باران‌سنج‌های سطلی، زیرساخت جمع‌آوری داده‌های بارش را تشکیل می‌دهند. این داده‌ها نه تنها پارامترهای ورودی مهم برای پیش‌بینی آب و هوا هستند، بلکه داده‌های پایه برای تحقیقات اقلیمی نیز می‌باشند. شبکه باران‌سنج در مقیاس MESO (MESONET) که در بمبئی تأسیس شده است، ارزش یک شبکه پایش با چگالی بالا را نشان داده است - محققان با تجزیه و تحلیل داده‌های فصل باران‌های موسمی از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۲، با موفقیت محاسبه کردند که میانگین سرعت حرکت باران‌های شدید ۱۰.۳ تا ۱۷.۴ کیلومتر در ساعت و جهت آن بین ۲۵۳ تا ۲۶۰ درجه بوده است. این یافته‌ها برای بهبود مدل پیش‌بینی طوفان‌های شهری از اهمیت بالایی برخوردار است. در چین، «چهاردهمین برنامه پنج ساله توسعه هیدرولوژیکی» به وضوح بیان می‌کند که بهبود شبکه پایش هیدرولوژیکی، افزایش تراکم و دقت پایش بارش و ارائه پشتیبانی برای تصمیم‌گیری در مورد کنترل سیل و کاهش خشکسالی ضروری است.

در سیستم هشدار اولیه سیل، داده‌های پایش بارندگی در لحظه نقشی غیرقابل جایگزین ایفا می‌کنند. حسگرهای بارندگی به طور گسترده در سیستم‌های پایش و گزارش خودکار هیدرولوژیکی با هدف کنترل سیل، توزیع آب و مدیریت وضعیت آب نیروگاه‌ها و مخازن استفاده می‌شوند. هنگامی که شدت بارندگی از آستانه از پیش تعیین شده فراتر رود، سیستم می‌تواند به طور خودکار هشداری را فعال کند تا به مناطق پایین‌دست یادآوری کند که برای کنترل سیل آماده شوند. به عنوان مثال، حسگر بارش سطل واژگون FF-YL دارای عملکرد هشدار سلسله مراتبی بارندگی سه دوره‌ای است. این حسگر می‌تواند سطوح مختلفی از هشدارهای صوتی، نوری و صوتی را بر اساس بارندگی انباشته شده صادر کند و در نتیجه زمان ارزشمندی را برای پیشگیری و کاهش بلایای طبیعی خریداری کند. راهکار پایش بارندگی بی‌سیم شرکت Campbell Scientific در ایالات متحده، انتقال داده‌ها در لحظه را از طریق رابط سری CWS900 انجام می‌دهد و کارایی پایش را تا 10 برابر بهبود می‌بخشد.

کاربردهای مدیریت شهری و حمل و نقل

ساخت شهرهای هوشمند، سناریوهای کاربردی جدیدی را برای فناوری نظارت بر بارندگی به ارمغان آورده است. در نظارت بر سیستم‌های زهکشی شهری، حسگرهای بارش مستقر و توزیع‌شده می‌توانند شدت بارندگی در هر منطقه را در زمان واقعی درک کنند. آن‌ها در ترکیب با مدل شبکه زهکشی، می‌توانند خطر سیل شهری را پیش‌بینی کرده و ارسال ایستگاه‌های پمپاژ را بهینه کنند. حسگرهای باران پیزوالکتریک، با اندازه جمع‌وجور (مانند FT-Y1) و سازگاری قوی با محیط، به‌ویژه برای نصب پنهان در محیط‌های شهری مناسب هستند. 25. ادارات کنترل سیل در کلان‌شهرهایی مانند پکن، راه‌اندازی آزمایشی شبکه‌های هوشمند نظارت بر بارندگی مبتنی بر اینترنت اشیا را آغاز کرده‌اند. آن‌ها از طریق ادغام داده‌های چند حسگر، قصد دارند به پیش‌بینی دقیق و پاسخ سریع به سیل شهری دست یابند.

در زمینه مدیریت ترافیک، حسگرهای باران به جزء مهمی از سیستم‌های حمل و نقل هوشمند تبدیل شده‌اند. دستگاه‌های بارش باران که در امتداد بزرگراه‌ها و بزرگراه‌های شهری نصب می‌شوند، می‌توانند شدت بارش را به صورت بلادرنگ رصد کنند. هنگامی که بارش شدید باران تشخیص داده می‌شود، آنها به طور خودکار تابلوهای پیام متغیر را برای صدور هشدارهای محدودیت سرعت یا فعال کردن سیستم زهکشی تونل فعال می‌کنند. نکته قابل توجه‌تر، محبوبیت حسگرهای باران خودرو است - این حسگرهای نوری یا خازنی که معمولاً در پشت شیشه جلو پنهان می‌شوند، می‌توانند به طور خودکار سرعت برف پاک کن را با توجه به میزان باران روی شیشه تنظیم کنند و ایمنی رانندگی را در هوای بارانی تا حد زیادی افزایش دهند. بازار جهانی حسگر باران خودرو عمدتاً تحت سلطه تأمین‌کنندگانی مانند Kostar، Bosch و Denso است. این دستگاه‌های دقیق، سطح پیشرفته‌ای از فناوری سنجش باران را نشان می‌دهند.

تحقیقات تولید کشاورزی و اکولوژیکی

توسعه کشاورزی دقیق از پایش بارندگی در مقیاس مزرعه جدایی‌ناپذیر است. داده‌های بارندگی به کشاورزان کمک می‌کند تا برنامه‌های آبیاری را بهینه کنند و از هدر رفتن آب جلوگیری کنند و در عین حال از برآورده شدن نیازهای آبی محصولات اطمینان حاصل کنند. حسگرهای باران (مانند باران‌سنج‌های استیل ضد زنگ) که در ایستگاه‌های هواشناسی کشاورزی و جنگلداری مجهز شده‌اند، دارای ویژگی‌هایی مانند قابلیت ضد زنگ قوی و کیفیت ظاهری عالی هستند و می‌توانند برای مدت طولانی در محیط وحشی به طور پایدار کار کنند. در مناطق تپه‌ای و کوهستانی، یک شبکه پایش بارندگی مستقر و توزیع‌شده می‌تواند تفاوت‌های مکانی در بارندگی را ثبت کرده و توصیه‌های کشاورزی شخصی‌سازی‌شده را برای قطعات مختلف ارائه دهد. برخی از مزارع پیشرفته تلاش برای پیوند دادن داده‌های بارندگی با سیستم‌های آبیاری خودکار را برای دستیابی به مدیریت هوشمند واقعی آب آغاز کرده‌اند.

تحقیقات اکوهیدرولوژی همچنین به مشاهدات بارش با کیفیت بالا متکی است. در مطالعه اکوسیستم‌های جنگلی، پایش بارش درون جنگلی می‌تواند اثر جذب تاج پوشش بر بارش را تجزیه و تحلیل کند. در حفاظت از تالاب‌ها، داده‌های بارش ورودی کلیدی برای محاسبه تعادل آب است. در زمینه حفاظت از خاک و آب، اطلاعات شدت باران مستقیماً با دقت مدل‌های فرسایش خاک مرتبط است. 17. محققان در حوضه رودخانه اولد ها در چین از داده‌های باران‌سنج‌های زمینی برای ارزیابی دقت محصولات بارش ماهواره‌ای مانند TRMM و CMORPH استفاده کردند و مبنای ارزشمندی برای بهبود الگوریتم‌های سنجش از دور فراهم کردند. این نوع روش پایش "ترکیب فضا-زمین" در حال تبدیل شدن به یک الگوی جدید در تحقیقات اکوهیدرولوژی است.

زمینه‌های ویژه و کاربردهای نوظهور

صنعت برق و انرژی نیز به اهمیت پایش بارندگی پی برده است. مزارع بادی از داده‌های بارندگی برای ارزیابی خطر یخ‌زدگی پره‌ها استفاده می‌کنند، در حالی که نیروگاه‌های برق آبی برنامه‌های تولید برق خود را بر اساس پیش‌بینی بارندگی حوضه بهینه می‌کنند. حسگر باران‌سنج پیزوالکتریک FT-Y1 در سیستم پایش محیطی مزارع بادی به کار گرفته شده است. محدوده دمایی وسیع عملکرد آن از -40 تا 85 درجه سانتیگراد به ویژه برای پایش طولانی مدت در شرایط سخت آب و هوایی مناسب است.

حوزه هوافضا نیازهای ویژه‌ای برای پایش بارندگی دارد. شبکه پایش بارندگی در اطراف باند فرودگاه، ایمنی هوانوردی را تضمین می‌کند، در حالی که محل پرتاب موشک برای اطمینان از ایمنی پرتاب، نیاز به درک دقیق وضعیت بارندگی دارد. در میان این کاربردهای کلیدی، باران‌سنج‌های سطلی با قابلیت واژگونی بسیار قابل اعتماد (مانند Campbell TE525MM) اغلب به عنوان حسگرهای اصلی انتخاب می‌شوند. دقت ±1% آنها (تحت شدت باران ≤10 میلی‌متر در ساعت) و طراحی‌شان که می‌تواند به حلقه‌های ضد باد مجهز شود، استانداردهای سختگیرانه صنعتی 10 را برآورده می‌کند.

زمینه‌های تحقیقات علمی و آموزشی نیز در حال گسترش کاربرد تجهیزات پایش بارندگی هستند. حسگرهای بارندگی به عنوان تجهیزات آموزشی و تجربی در رشته‌های هواشناسی، هیدرولوژی و علوم محیطی در دانشگاه‌ها و مدارس متوسطه فنی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا به دانش‌آموزان در درک اصول اندازه‌گیری بارندگی کمک کنند. پروژه‌های علوم شهروندی، مشارکت عمومی را در مشاهده بارندگی تشویق می‌کنند و با استفاده از باران‌سنج‌های کم‌هزینه، پوشش شبکه پایش را گسترش می‌دهند. برنامه آموزشی GPM (اندازه‌گیری جهانی بارندگی) در ایالات متحده، اصول و کاربردهای فناوری سنجش از دور را از طریق تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای داده‌های بارندگی ماهواره‌ای و زمینی به وضوح به دانش‌آموزان نشان می‌دهد.

با توسعه اینترنت اشیا، کلان‌داده و فناوری‌های هوش مصنوعی، پایش بارندگی از اندازه‌گیری تک‌بعدی بارندگی به ادراک مشارکتی چندپارامتری و پشتیبانی تصمیم‌گیری هوشمند در حال تکامل است. سیستم پایش بارندگی آینده با سایر حسگرهای محیطی (مانند رطوبت، سرعت باد، رطوبت خاک و غیره) ادغام بیشتری خواهد شد تا یک شبکه جامع ادراک محیطی تشکیل دهد و پشتیبانی داده‌های جامع‌تر و دقیق‌تری را برای جامعه بشری جهت رسیدگی به تغییرات اقلیمی و چالش‌های منابع آب فراهم کند.

مقایسه وضعیت فعلی کاربرد فناوری پایش گاز در جهان با کشورهای مختلف

فناوری پایش گاز، مانند پایش بارندگی، مؤلفه مهمی در حوزه ادراک زیست‌محیطی است و نقش کلیدی در تغییرات اقلیمی جهانی، ایمنی صنعتی، بهداشت عمومی و سایر جنبه‌ها ایفا می‌کند. کشورها و مناطق مختلف، بر اساس ساختارهای صنعتی، سیاست‌های زیست‌محیطی و سطوح فناوری خود، الگوهای توسعه متمایزی را در تحقیق و کاربرد فناوری‌های پایش گاز ارائه می‌دهند. چین، به عنوان یک کشور تولیدکننده بزرگ و یک مرکز نوآوری فناوری که به سرعت در حال ظهور است، پیشرفت چشمگیری در تحقیق و توسعه و کاربرد حسگرهای گاز داشته است. ایالات متحده، با تکیه بر قدرت فناوری قوی و سیستم استاندارد کامل خود، جایگاه پیشرو در فناوری پایش گاز و زمینه‌های کاربردی با ارزش بالا را حفظ می‌کند. کشورهای اروپایی با مقررات سختگیرانه حفاظت از محیط زیست، نوآوری در فناوری‌های پایش را ارتقا می‌دهند. ژاپن و کره جنوبی جایگاه‌های مهمی را در زمینه‌های لوازم الکترونیکی مصرفی و حسگرهای گاز خودرو اشغال کرده‌اند.

توسعه و کاربرد فناوری پایش گاز در چین

فناوری پایش گاز چین در سال‌های اخیر روند توسعه شتابنده‌ای را نشان داده و در زمینه‌های مختلفی مانند ایمنی صنعتی، پایش محیط زیست و سلامت پزشکی پیشرفت چشمگیری داشته است. هدایت سیاست‌ها، نیروی محرکه مهمی برای گسترش سریع بازار پایش گاز چین است. «چهاردهمین برنامه پنج ساله برای تولید ایمن مواد شیمیایی خطرناک» به وضوح از شهرک‌های صنعتی شیمیایی می‌خواهد که یک سیستم پایش و هشدار اولیه گازهای سمی و مضر با پوشش کامل ایجاد کنند و ساخت یک پلتفرم کنترل ریسک هوشمند را ترویج دهند. تحت این پیشینه سیاستی، تجهیزات پایش گاز خانگی به طور گسترده در صنایع پرخطر مانند پتروشیمی و معادن زغال سنگ به کار گرفته شده‌اند. به عنوان مثال، آشکارسازهای گاز سمی الکتروشیمیایی و آشکارسازهای گاز قابل احتراق مادون قرمز به پیکربندی‌های استاندارد برای ایمنی صنعتی تبدیل شده‌اند.

در زمینه نظارت بر محیط زیست، چین بزرگترین شبکه نظارت بر کیفیت هوا در جهان را تأسیس کرده است که ۳۳۸ شهر در سطح استان و بالاتر در سراسر کشور را پوشش می‌دهد. این شبکه عمدتاً شش پارامتر، یعنی SO₂، NO₂، CO، O₃، PM₂.5 و PM₁₀ را رصد می‌کند که چهار مورد اول همگی آلاینده‌های گازی هستند. داده‌های مرکز ملی نظارت بر محیط زیست چین نشان می‌دهد که تا سال ۲۰۲۴، بیش از ۱۴۰۰ ایستگاه نظارت بر کیفیت هوا در سطح ملی وجود دارد که همگی مجهز به آنالایزرهای خودکار گاز هستند. داده‌های بلادرنگ از طریق «پلتفرم ملی انتشار بلادرنگ کیفیت هوای شهری» در دسترس عموم قرار می‌گیرد. این ظرفیت نظارت در مقیاس بزرگ و با تراکم بالا، مبنای علمی برای اقدامات چین برای پیشگیری و کنترل آلودگی هوا فراهم می‌کند.

لطفا با شرکت فناوری هونده (Honde Technology Co., LTD) تماس بگیرید.

Email: info@hondetech.com

وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com

تلفن: +86-15210548582