مبدأ عمل كبريتيد الهيدروجين كاشف غاز H2Sيعتمد بشكل أساسي على تقنيات الاستشعار الكهروكيميائية أو البصرية أو أشباه الموصلات. وفيما يلي وصف تفصيلي للمبادئ المشتركة:
أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية هي الأكثر استخدامًا، ومبدأها هو اكتشاف تركيز H₂S باستخدام التفاعلات الكهروكيميائية. يوجد إلكتروليت (مثل المحلول الحمضي) وثلاثة أقطاب كهربائية (القطب العامل والقطب المضاد والقطب المرجعي) داخل المستشعر.
1. عملية العمل:
(1). ينتشر غاز H₂S بشكل طبيعي داخل المستشعر من خلال الغشاء القابل للتنفس.
(2). يحدث تفاعل الأكسدة على القطب العامل
(3). يحدث تفاعل اختزال على القطب المضاد (عادةً اختزال الأكسجين)
(4). يتناسب التيار المتولد بشكل مباشر مع تركيز H₂S ويتم تحويله إلى قراءة تركيز من خلال الدائرة.
2. الميزات
(1). يمكنه اكتشاف تركيزات H₂S عند مستوى جزء في المليون (جزء في المليون) أو حتى جزء في البليون (جزء في المليار)، وهو مناسب لمراقبة الغازات السامة ذات التركيز المنخفض - (مثل السلامة الصناعية والمراقبة البيئية).
(2).لديه استجابة انتقائية لـ H₂S. ومن خلال تحسين مادة الإلكترود والكهارل، يمكن تقليل تداخل الغازات الأخرى (مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت).
(3). تيار الإخراج لديه علاقة خطية جيدة مع تركيز H₂S، وهو مناسب لمعالجة الإشارات والمعايرة.
3..مبدأ أجهزة استشعار أشباه الموصلات: بعد أن يمتص سطح أكاسيد المعادن (مثل SnO₂) H₂S، تتغير المقاومة.
يتفاعل H₂S مع المواد شبه الموصلة، ويطلق الإلكترونات ويسبب انخفاضًا في المقاومة. يمكن حساب التركيز عن طريق قياس تغير المقاومة من خلال الدائرة. تتميز بتكلفة منخفضة وعمر خدمة طويل، ولكنها تتأثر بسهولة بدرجة الحرارة والرطوبة وتتطلب معايرة منتظمة.
4. أجهزة الاستشعار البصرية (مثل NDIR أو الطريقة اللونية
تتمتع جزيئات H₂S بخصائص امتصاص عند أطوال موجية محددة للأشعة تحت الحمراء (مثل ~3.7 ميكرومتر)، ويتم حساب التركيز عن طريق قياس التوهين في شدة الضوء. يتفاعل الغاز مع الكواشف الكيميائية (مثل خلات الرصاص) لإنتاج تغيرات اللون (مثل كبريتيد الرصاص الأسود)، ويتم الكشف عن عمق اللون بواسطة عنصر حساس للضوء. ومن خصائصه القدرة القوية على مقاومة-التداخل، ولكن التكلفة مرتفعة نسبيًا، ويتم استخدامه في الغالب للفحص الصناعي الثابت.