يُعد تخزين الحبوب أمراً بالغ الأهمية لضمان الأمن الغذائي. ورغم أن التبخير بفوسفيد الألومنيوم يقضي على الآفات بفعالية، إلا أنه يُنتج غاز الفوسفين (Ph₃) شديد السمية، مما يُشكل تحديات على السلامة التشغيلية وجودة الحبوب. مستشعر الرقم الهيدروجيني السلكي RS485 بفضل أدائها المستقر، أصبحت هذه التقنية جهاز مراقبة أساسي في مستودعات الحبوب الحديثة، حيث تشكل حاجزًا وقائيًا لسلامة تخزين الحبوب.

الفوسفين غاز عديم اللون والرائحة، ونفاذيته عالية. تسبب حالات التسمم الخفيفة الصداع والغثيان، بينما قد تؤدي الحالات الشديدة إلى الغيبوبة أو حتى الوفاة. تنص المعايير الوطنية على أن الحد الأقصى المسموح به لتركيز الفوسفين في مستودعات الحبوب هو 0.2 جزء في المليون فقط، مما يستدعي تهوية فورية في حال تجاوزه. تُعد طرق أخذ العينات والكشف اليدوية التقليدية غير فعالة، إذ تتأخر البيانات وتنطوي على مخاطر محتملة على السلامة. علاوة على ذلك، يصعب عليها تغطية المناطق غير المرئية في توزيع الغاز داخل أكوام الحبوب، مما يجعل التحكم الدقيق في تركيز التبخير مستحيلاً.

هذا مستشعر الرقم الهيدروجيني من نوع RS485 يدعم بروتوكول ModBus RTU وهو مناسب تمامًا لبيئات مستودعات الحبوب المعقدة، ويتميز بمزايا واضحة. أولاً، يضمن نقلًا مستقرًا وقدرة قوية على مقاومة التداخل. من خلال اعتماد تصميم إشارة تفاضلية، مقترنًا بكابلات محمية، يمكنه تجنب تأثير الغبار والرطوبة. تلبي مسافة الإرسال الخاصة به احتياجات مستودعات الحبوب واسعة النطاق، وهو متوافق مع PLC وأنظمة الكمبيوتر العليا

ثانيًا، يتميز الجهاز بأداء دقيق وموثوق. فهو يعتمد على مبادئ الكيمياء الكهربائية، ويبلغ نطاق قياسه 0-1000 جزء في المليون، ودقة قياسه 0.1 جزء في المليون، مع زمن تحديث بيانات لا يتجاوز ثانيتين، مما يتيح رصدًا سريعًا لتغيرات التركيز. يدعم الجهاز نطاقًا واسعًا من جهد التغذية (5-28 فولت)، ويتميز بحماية قوية، ويمكنه العمل في بيئات تتراوح فيها درجات الحرارة بين -20 درجة مئوية و50 درجة مئوية، ورطوبة نسبية تتراوح بين 15% و90% (بدون تكثف)، مع عمر افتراضي يقارب عامين.

ثالثًا، يتميز الجهاز بسهولة التشغيل والصيانة، بالإضافة إلى إمكانية الربط. يدعم التثبيت على الحائط، ولا يتطلب سوى تمييز السلكين الأصفر (RS485-A) والأخضر (RS485-B) أثناء التوصيل، ويمكن ربطه بمراوح الشفط لتشكيل دائرة مغلقة. مزود بوظيفة معايرة الصفر، حيث يمكن معايرته في بيئة جيدة التهوية بعد 5 دقائق من التشغيل، مما يقلل تكاليف الصيانة اليدوية.

أدخل مستودع احتياطي للحبوب على مستوى المقاطعة هذا المستشعر لبناء نظام ذكي، حيث تم نشر ما بين 8 إلى 12 وحدة في كل مستودع لجمع بيانات تركيز الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والرطوبة في آن واحد. تتم المراقبة في الوقت الفعلي عبر الحاسوب المركزي؛ فعندما يتجاوز التركيز 0.2 جزء في المليون، يُطلق إنذار صوتي ومرئي على الفور، وتُفعّل مراوح الشفط تلقائيًا لإجراء التعديلات اللازمة، ويتم إرسال تنبيهات عبر الرسائل النصية القصيرة. بعد تطبيق النظام، انخفضت مدة دورة التبخير بمقدار الثلث، وانخفض استخدام المبيدات بنسبة 20%، مما حقق فائدة مزدوجة من حيث السلامة والكفاءة.

اعتمد مستودع حبوب قديم على مستوى المقاطعة حلاً خفيف الوزن، حيث تم تركيب جهازَي استشعار لكل مستودع متصلين بخادم محلي عبر وحدة RS485-to-USB. لا يتطلب هذا التركيب الجداري أي تجديدات واسعة النطاق، ويدعم المعايرة عن بُعد والاستعلام عن البيانات. ويُتيح هذا النظام رؤية عملية التبخير كاملةً بتكلفة منخفضة، مما يُغني تمامًا عن أخذ العينات يدويًا.