الميثان هو غاز دفيئة شائع ومهم وله تأثير كبير على تغير المناخ العالمي. ومع تعميق أعمال حماية البيئة، أصبح غاز الميثان (CH4)، باعتباره غاز الدفيئة الرئيسي، مؤشرا هاما لحماية البيئة.
أصبح كاشف الميثان أحد الأدوات التي لا غنى عنها في مجال حماية البيئة بسبب حساسيتها العالية وأدائها في الوقت الحقيقي ودقتها. يلعب ظهورها دورًا وقيمة مهمة في المراقبة البيئية. أدى إدخال أجهزة كشف الميثان وتطبيقها على نطاق واسع إلى تحسين المستوى العلمي والسلسلة التكنولوجية لصناعة حماية البيئة الحالية.
مميزات أجهزة كشف تسرب الميثان
الطائرة بدون طيار كاشف الميثان بالليزر هو جهاز خفيف الوزن محمول على الطائرات بدون طيار ومتكيف مع الطائرات بدون طيار. تتميز بحساسية عالية واستجابة سريعة للكشف وتكلفة أقل وتقليل المخاطر التشغيلية.
تعتمد أجهزة الكشف عن غاز الميثان بالليزر على تقنية التحليل الطيفي لامتصاص الليزر بأشباه الموصلات. يمكنهم اكتشاف معلمات مثل تركيز غاز الميثان في بيئات مختلفة بدقة عالية واستجابات سريعة وموثوقية عالية وتكاليف تشغيل منخفضة. بالمقارنة مع أجهزة كشف تسرب الغاز الثابتة، طائرات بدون طيار ليست فقط وسيلة أكثر فعالية من حيث التكلفة لحل المشكلة ولكنها أيضًا أكثر كفاءة.
يمكن لأجهزة كشف غاز الميثان بالليزر شديدة الحساسية التقاط حتى التسربات الصغيرة من ارتفاع 300 متر. المستشعر حساس لغاز الميثان فقط، لذا لا توجد إمكانية للحصول على قراءات خاطئة بسبب وجود غازات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للطائرات بدون طيار المجهزة بأجهزة كشف غاز الميثان اختراق المساحات الصغيرة التي لا يستطيع العمال دخولها أو المناطق ذات مؤشر الخطورة العالية لضمان السلامة الشخصية للعمال.
في مجال قياس غاز الميثان باستخدام الطائرات بدون طيار، تسود منهجيتان أساسيتان. إحدى الطرق هي المستشعر المعتمد على الليزر (TDLAS - التحليل الطيفي لامتصاص الليزر ثنائي الصمام القابل للضبط)، والذي يقيس امتصاص CH4 داخل عمود الهواء بين المستشعر والأرض. والثاني هو نهج "الشم"، الذي يحلل تركيز غاز الميثان في عينات الهواء المأخوذة من مستوى سطح الأرض أو بالقرب منه. في حين أن كلتا الطريقتين توفران الدقة، فإن عمليات جمع البيانات الخاصة بهما تختلف بشكل كبير.
عند استخدام جهاز استشعار "الشم"، تقوم الوحدة بتمرير أنبوب مباشرة على الأرض أو بالقرب منها، وتقوم بشفط الهواء بشكل فعال أثناء الطيران. وينتج عن هذا النهج قراءات تقليدية لتركيز غاز الميثان في مواقع المهام المحددة، مع معدل أخذ عينات قدره x قياسات لكل إطار زمني y.
وفي المقابل، تقوم أجهزة الاستشعار المعتمدة على الليزر بتنفيذ نمط شبكي دقيق، على ارتفاع يزيد عن 20 مترًا على مستوى الأرض. يستخدم المستشعر تقنية TDLAS للحصول على البيانات.
تحديات الكشف عن الطائرات بدون طيار والميثان
يفرض استخدام أجهزة الاستشعار المعتمدة على الطائرات بدون طيار العديد من التحديات، مع أهمية السلامة. تنطوي كلتا المنهجيتين على مخاطر تتعلق بالسلامة بسبب رحلات الطائرات بدون طيار على ارتفاعات منخفضة. ومع ذلك، فإن استخدام جهاز استشعار الشم يقدم تعقيدات إضافية. وتشمل هذه المخاطر خطر تعطل الوحدة للأشياء على الأرض وصعوبات الحفاظ على دقة الارتفاع، خاصة في المناطق ذات الارتفاعات المتقلبة.
علاوة على ذلك، تغطي الطائرات بدون طيار الشميّة مساحة أقل مقارنةً بطائرات الليدار بدون طيار. يمكن أن يؤدي ذلك إلى عقبات لوجستية مثل إدارة البطارية وأوقات إنجاز المشروع الطويلة. لضمان الحصول على بيانات موثوقة للكشف عن غاز الميثان، من الضروري تقليل الإطار الزمني لجمع البيانات للتخفيف من التأثيرات البيئية.
على الرغم من المخاوف، توفر أجهزة الاستشعار المعتمدة على الليزر مزايا واضحة. في حين يجب على الطيارين توخي الحذر لتجنب الاصطدام بالعوائق مثل البنية التحتية للمرافق الكهربائية، فإن غياب الاتصال الأرضي يقلل من بعض المخاطر. علاوة على ذلك، فإن استخدام مقياس الارتفاع بالليزر يعزز السلامة من خلال الحفاظ على ارتفاع ثابت فوق مستوى سطح الأرض.
يتم تحديد مرجعية جغرافية لبيانات كاشف تسرب الميثان ودمجها بسلاسة في أنظمة المعلومات الجغرافية. باستخدام الاستيفاء الموزون للمسافة العكسية، يمكن إنشاء خرائط النقاط الساخنة التي تسلط الضوء على المناطق ذات التركيز العالي للميثان، مع خيار تراكب شبكات أنظمة الغاز الحالية من ملفات CAD. ومن الجدير بالذكر أن أنظمة الكشف عن الميثان المعتمدة على الطائرات بدون طيار توفر قربًا أكبر من مصادر الانبعاثات، مما يقلل من تأثير سرعات الرياح على دقة البيانات.
النظر في اتجاه الرياح وسرعتها أمر محوري أثناء تحليل البيانات. تعد بيانات متجهات الرياح مهمة لتجنب أعمدة غاز الميثان "العد المزدوج". يساعد حساب أنماط الطقس على ضمان إجراء تقييمات دقيقة لانبعاثات غاز الميثان، مما يسهل جهود التخفيف المستهدفة.
إن الخرائط الحرارية المصاحبة للكشف عن الميثان، على الرغم من أنها ليست حرارية بطبيعتها، تحدد بشكل فعال مجموعات الميثان. علاوة على ذلك، فإن إضافة هذه البيانات إلى أنظمة جمع الغاز والتحكم الموجودة باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) يسهل تحديد تسربات الميثان. قد يؤدي ذلك إلى تمكين مشغلي الموقع من تنفيذ تدابير التخفيف في الوقت المناسب.
في الخلاصة
يمثل الكشف عن غاز الميثان بالطائرات بدون طيار نقلة نوعية في المراقبة البيئية. إنه يقدم مزيجًا يغير قواعد اللعبة من فعالية التكلفة والكفاءة التشغيلية والدقة التي لا مثيل لها في الكشف عن انبعاثات الميثان.
ومع نضوج هذه التكنولوجيا، فإن تأثيرها التحويلي على تحديد مصادر الميثان وتنسيق استراتيجيات التخفيف المستهدفة سيكون كبيرا. وفي نهاية المطاف، سوف يساعد ذلك في التخفيف من التداعيات البيئية لانبعاثات غاز الميثان. ومع الابتكار والتحسين المستمرين، قد تُحدث الطائرات بدون طيار ثورة في مراقبة غاز الميثان. وعلى هذا النحو، فقد يبرزون كحلفاء لا غنى عنهم في الكفاح العالمي ضد تغير المناخ، مما يبشر بمستقبل يتسم بتعزيز الإشراف البيئي والاستدامة.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.iotforall.com/using-drones-for-methane-detection-enhancing-environmental-compliance
