Nowoczesny analizator gazów z Politechniki Gdańskiej

System czujników, który w powietrzu atmosferycznym wykryje trujące gazy lub oceni, czy sprzedawane w sklepie produkty spożywcze są świeże, a nawet wykryje substancje wybuchowe na lotnisku opracowuje Grzegorz Jasiński z Politechniki Gdańskiej. Jego prace opisuje PAP w serwisie Nauka w Polsce.

Czujniki będą wykrywały przede wszystkim toksyczne gazy - m.in. dwutlenek siarki, tlenki azotu, dwutlenek węgla i inne, które występują w powietrzu atmosferycznym, a których poziom sprawdzają jednostki Państwowej Inspekcji Sanitarnej i Państwowej Inspekcji Środowiska. Opracowywany system ma więc wspomóc już istniejący system monitoringu powietrza.

W jaki sposób będzie działał system? Jeden analizator będzie składał się z kilku czujników, których pracą będzie sterować oprogramowanie odpowiedzialne za prowadzenie pomiarów i uzyskanie odpowiedniej selektywności i stabilności wskazań przyrządu. Poszczególne analizatory za pomocą sieci komórkowej będą komunikowały się z punktem centralnym, gdzie będą zbierane wszystkie dane. "W ten sposób będzie można prowadzić na bieżąco zdalny nadzór nad analizatorem, sprawdzać, czy wymaga serwisowania i jakie jest stężenie poszczególnych gazów w powietrzu" - wyjaśnił Jasiński.

Obecnie na terenie województwa pomorskiego istnieje około 20 stacji pomiaru zanieczyszczeń powietrza. "Koszt wyposażenia stacji jest znaczny, sięga kilkuset tysięcy złotych. Utrzymanie stacji wiąże się zwykle ze znacznymi kosztami obsługi. Dlatego stacje umieszczane są jedynie w kluczowych miejscach. Moich analizatorów może być dużo więcej, ponieważ będą dużo tańsze.” dodał naukowiec.

Jedną z przyczyn tak dużych kosztów utrzymania stacji pomiaru jest konieczność przeprowadzenia częstych kalibracji poszczególnych analizatorów, czyli dokonywania korekty ich wskazań. Niektóre przyrządy nawet wymagają przeprowadzenia odpowiednich procedur i kontroli nawet codziennie. Nowy analizator, wykorzystując odpowiednie procedury pomiarowe i algorytmy przetwarzania odpowiedzi z czujników, ma wymagać możliwie najmniej obsługi.

W warunkach laboratoryjnych dostępne na rynku analizatory zwykle działają w zadawalający sposób. W warunkach rzeczywistych występują jednak duże wahania temperatury i wilgotności, a w powietrzu znajduje się wiele substancji mogących zakłócać poprawność pomiaru otrzymanie wiarygodnego wyniku pomiaru. Dlatego najpierw analizatory będą umieszczone obok już istniejących stacji. Dzięki temu twórcy systemu sprawdzą, na ile wyniki podawane przez ich analizatory są zgodne z danymi uzyskiwanymi z już działającymi dokładnymi urządzeniami tego typu. W dalszej perspektywie analizatory uzupełnią system już istniejących stacji. Co ważne, opracowany analizator, dzięki małym rozmiarom, jest mobilny i łatwy w instalacji.

Możliwość wykrywania trujących gazów to nie wszystkie potencjalne sposoby wykorzystania systemu czujników. "W analizatorze jest wiele czujników, a każdy z nich jest czuły na wiele substancji, dlatego może selektywnie rozróżniać wiele lotnych substancji" - podkreślił twórca urządzenia. System może być namiastką "sztucznego nosa", czyli będzie można go użyć np. w przemyśle spożywczym do określenia jakości produktów. System czujników pomoże wskazać, czy mleko nie jest zepsute, a skład produktów się nie zmienił. "Takie urządzenie mogłoby się sprawdzić wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z zapachem. Pozostałaby tylko kwestia modyfikacji oprogramowania i dostosowania odpowiedniego zestawu czujników" - tłumaczył Jasiński. Za pomocą systemu będzie można również wykrywać substancje wybuchowe na lotniskach. "Teraz wykorzystuje się do tego m.in. psy. Opracowywany analizator może wspomóc ten proces wskazując podejrzane przesyłki."

Na realizację projektu w ramach programu LIDER Jasiński ma 36 miesięcy. Jak zaznaczył, już nawiązał współprace z firmami zainteresowanymi wdrożeniem analizatora do produkcji oraz skontaktował się z potencjalnymi odbiorcami swojego rozwiązania, jednym z nich jest Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Gdańsku. "Jednostki Inspekcji Środowiska mają ustawowy obowiązek badania stanu powietrza. Dzięki naszemu rozwiązaniu urzędy te mógłby sprawdzać zanieczyszczenie powietrza w wielu miejscach, na co teraz, przy wykorzystaniu tradycyjnych stacji pomiarowych, po prostu ich nie stać" - opisał laureat programu LIDER. Na opracowanie "Wieloczujnikowego systemu pomiarów zanieczyszczeń powietrza" uczony otrzymał ponad 996 tys. złotych ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach 2. edycji programu LIDER.

(bj)