Monitorowanie odpadów przy użyciu przenośnych laserów

Artykuły
Brak komentarzy
Drukuj

Europejscy naukowcy opracowali nowe, przenośne urządzenie do monitorowania jakości wody. Urządzenie to bazuje na kwantowym laserze kaskadowym, a za jego produkcję odpowiada austriackie przedsiębiorstwo QuantaRed, wytwarzające czujniki do analizy ciekłych oraz gazowych ośrodków oraz firma Eralytics zajmująca się wytwarzaniem układów do monitorowania produktów petrochemicznych.

Elektronowy wodospad

Podczas gdy lasery półprzewodnikowe są obecnie powszechnie stosowane w wielu gałęziach przemysłu, tak kwantowe lasery kaskadowe, działające w oparciu o inne prawa fizyki, niż konwencjonalne lasery, są mało znane i tym samym bardzo rzadko używane. Pierwszy kwantowy laser kaskadowy, zbudowany w 1994 roku, używał (i używa obecnie) tylko jednego rodzaju nośników ładunku – elektronów, a swoim działaniem przypominał „elektronowy wodospad”. Ze względu na zastosowanie w nich supersieci materiałów półprzewodnikowych różniących się przerwą energetyczną, każdy pojedynczy elektron może wygenerować zazwyczaj kilka fotonów. Dla porównania tradycyjne lasery mogą podczas każdego cyklu (rekombinacji pary elektron – dziura) wyemitować tylko jeden foton. Przydatną cechą kwantowych laserów kaskadowych jest to, że mogą one emitować fotony o ściśle określonej długości fali w bardzo szerokim zakresie spektralnym. Gdy uda się je tylko „dostroić” do zakresu średniej podczerwieni, lasery te będą mogły być umieszczane w miniaturowych analizatorach chemicznych i rejestrować np. węglowodory.

platforma wiertnicza w Norwegii
Jedna z morskich platform wiertniczych w Norwegii. W odległych miejscach takich jak to przedstawione na powyższym zdjęciu, ERACHECK mogłoby być stosowane jako analizator odpadów.

Monitorowanie wody morskiej

Wykrywanie obecności i ilości węglowodorów jest niezbędne przede wszystkim w przemyśle naftowym, gdzie jakość emitowanych ścieków musi być ściśle monitorowana. Konwencjonalne metody wykorzystują freony (CFC) – organiczne rozpuszczalniki, które niestety niszczą środowisko. Wadą innych metod nie wykorzystujących CFC, takich jak chromatografia gazowa jest konieczność przeprowadzania pomiarów na lądzie, czy też przewożenia próbek wody na duże odległości.

Urządzenie ERACHECK opracowane i rozwijane od przeszło pięciu lat przez przedsiębiorstwo QuantaRed jest pozbawione powyższych wad i jak zapewniają jego autorzy zapewnia szybkie i dokładne pomiary węglowodorów w ściekach pochodzących z platform wiertniczych i morskich rafinerii. To ważące osiem kilogramów urządzenie jest niezwykle wytrzymałe i przystosowane do przenoszenia, dzięki czemu może być z łatwością obsługiwane bezpośrednio na miejscu badania za pomocą dotykowego ekranu. Zaletą ERACHECK jest także szybki czas reakcji, krótki czas pomiaru wynoszący dwie minuty oraz dokładność lepsza niż 1 ppm (sposób wyrażania stężenia bardzo rozcieńczonych roztworów określający ile cząsteczek danego związku chemicznego przypada na jeden milion cząsteczek roztworu).

Lasery kaskadowe na platformach wiertniczych

QuantaRed niedawno sprzedało swoje pierwsze urządzenie znanej norweskiej firmie Statoil. „Po sześciu miesiącach szczegółowych badań, przedstawiciele Statoil oświadczyli, że ERACHECK w pełni spełnia ich wysokie oczekiwania, ponieważ wszystkie testy wypadły nadzwyczaj przekonująco. Cieszymy się z otrzymania zamówienia na wyposażenie platform Statoil w nasz instrument”, powiedział Wolfgang Ritter, dyrektor wykonawczy QuantaRed.

Brian McCarry, toksykolog z McMaster University w Kanadzie, nadmienił, że ERACHECK może okazać się bardzo przydatne. Chociaż nie mógł on ocenić dokładności pomiarów, na które pozwala ERACHECK, stwierdził jednak, że „ludzi w większym stopniu będzie interesował poziom węglowodorów w emitowanych ściekach, niż rzeczywista dokładność tego urządzenia”. Dodał także, że chociaż chromatografia gazowa będzie zawsze wytyczać złote standardy, niemniej jednak ERACHECK będzie mogło być z powodzeniem wykorzystywane do monitorowania dużej liczby próbek, wypełniając tym samym istniejącą lukę na tym rynku.

Artykuł pochodzi ze strony: physicsworld.com

Dodaj komentarz