متان یک گاز گلخانه ای رایج و مهم است که تاثیر زیادی بر تغییرات آب و هوای جهانی دارد. با تعمیق کار حفاظت از محیط زیست، متان (CH4)، به عنوان گاز گلخانه ای اصلی، به یک شاخص مهم حفاظت از محیط زیست تبدیل شده است.
آشکارساز متان به یکی از ابزارهای ضروری در این زمینه تبدیل شده است حفاظت از محیط زیست به دلیل حساسیت بالا، عملکرد بلادرنگ و دقت آن. پیدایش آن نقش و ارزش مهمی در پایش محیطی دارد. معرفی و کاربرد گسترده آشکارسازهای متان سطح علمی و زنجیره فناوری صنعت فعلی حفاظت از محیط زیست را بهبود بخشیده است.
مزایای نشت یاب متان
پهپاد آشکارساز لیزری متان یک پهپاد سبک وزن است که با پهپادها سازگار شده است. دارای حساسیت بالا، پاسخ تشخیص سریع، هزینه کمتر و کاهش خطرات عملیاتی است.
آشکارسازهای گاز متان لیزری مبتنی بر فناوری طیف‌سنجی جذب لیزری نیمه‌رسانا هستند. آنها می توانند پارامترهایی مانند غلظت گاز متان را در محیط های مختلف با دقت بالا، پاسخ سریع، قابلیت اطمینان بالا و هزینه های عملیاتی پایین تشخیص دهند. در مقایسه با نشت یاب های ثابت گاز، هواپیماهای بدون سرنشین نه تنها راه مقرون به صرفه تری برای حل مشکل هستند، بلکه یک راه کارآمدتر نیز هستند.
آشکارسازهای لیزری گاز متان بسیار حساس می توانند حتی نشت های کوچک را از ارتفاع 300 متری شناسایی کنند. این سنسور فقط به متان حساس است، بنابراین به دلیل وجود گازهای دیگر امکان قرائت اشتباه وجود ندارد. علاوه بر این، پهپادهای مجهز به آشکارسازهای متان می توانند به فضاهای کوچکی که کارگران نمی توانند وارد آن شوند یا مناطقی با شاخص پرخطر برای اطمینان از ایمنی شخصی کارگران نفوذ کنند.
در قلمرو اندازه گیری متان مبتنی بر پهپاد، دو روش اصلی غالب است. یکی از روش‌ها حسگر مبتنی بر لیزر (TDLAS – طیف‌سنجی جذب لیزری دیود قابل تنظیم)، است که جذب CH4 را در ستون هوا بین سنسور و زمین اندازه‌گیری می‌کند. روش دوم، رویکرد "sniffer" است که غلظت متان را در نمونه‌های هوای گرفته شده در سطح زمین یا نزدیک به آن تجزیه و تحلیل می‌کند. در حالی که هر دو روش دقت را ارائه می دهند، فرآیندهای جمع آوری داده آنها به طور قابل توجهی متفاوت است.
هنگام استفاده از یک سنسور "sniffer"، واحد یک لوله را مستقیماً روی زمین یا نزدیک آن دنبال می کند و به طور فعال هوا را در طول پرواز مکش می کند. این رویکرد قرائت‌های مرسوم غلظت متان را در مکان‌های مأموریت تعیین‌شده، با نرخ نمونه‌برداری x اندازه‌گیری در هر بازه زمانی y به دست می‌دهد.
در مقابل، حسگرهای مبتنی بر لیزر، یک الگوی شبکه دقیق، بیش از 20 متر در سطح زمین اجرا می‌کنند. این حسگر از فناوری TDLAS برای جمع آوری داده ها استفاده می کند.
چالش‌های تشخیص پهپاد متان
استفاده از حسگرهای مبتنی بر پهپاد چالش‌های متعددی را به همراه دارد که ایمنی در درجه اول اهمیت قرار دارد. هر دو روش به دلیل پروازهای پهپاد در ارتفاع پایین خطرات ایمنی را به دنبال دارند. با این حال، استفاده از حسگر sniffer پیچیدگی های بیشتری را ایجاد می کند. اینها شامل خطر گیر کردن اجسام توسط واحد بر روی زمین و مشکلات در حفظ دقت ارتفاع، به ویژه در مناطق با نوسان ارتفاعات است.
علاوه بر این، پهپادهای اسنیفر در مقایسه با پهپادهای لیدار، زمین کمتری را پوشش می دهند. این می تواند منجر به موانع لجستیکی مانند مدیریت باتری و طولانی شدن زمان اتمام پروژه شود. برای اطمینان از داده های قابل اعتماد تشخیص متان، ضروری است که بازه زمانی جمع آوری داده ها را برای کاهش تأثیرات محیطی به حداقل برسانید.
علیرغم نگرانی ها، حسگرهای مبتنی بر لیزر مزایای مشخصی را ارائه می دهند. در حالی که خلبانان باید احتیاط کنند تا از برخورد با موانعی مانند زیرساخت های تاسیسات برقی جلوگیری کنند، عدم تماس با زمین خطرات خاصی را کاهش می دهد. علاوه بر این، استفاده از ارتفاع سنج لیزری با حفظ ارتفاع ثابت از سطح زمین، ایمنی را افزایش می دهد.
داده های آشکارساز نشت متان به صورت جغرافیایی ارجاع داده شده و به طور یکپارچه در سیستم های GIS ادغام می شوند. با استفاده از درونیابی وزنی معکوس، نقشه‌های نقطه داغ که مناطق با غلظت متان بالا را برجسته می‌کنند، با گزینه‌ای برای پوشش شبکه‌های سیستم گاز موجود از فایل‌های CAD تولید می‌شوند. نکته قابل توجه، سیستم‌های تشخیص متان مبتنی بر پهپاد، نزدیکی بیشتری به منابع انتشار می‌دهند و تأثیر سرعت باد بر دقت داده‌ها را به حداقل می‌رسانند.
در نظر گرفتن جهت و سرعت باد در تجزیه و تحلیل داده ها بسیار مهم است. داده های بردار باد برای جلوگیری از "شمارش مضاعف" توده های متان مهم است. محاسبه الگوهای آب و هوا به اطمینان از ارزیابی دقیق انتشار گاز متان کمک می کند و تلاش های کاهش هدفمند را تسهیل می کند.
نقشه های حرارتی تشخیص متان همراه، اگرچه ماهیت حرارتی ندارند، به طور موثر خوشه های متان را مشخص می کنند. علاوه بر این، پوشاندن این داده ها بر روی سیستم های جمع آوری و کنترل گاز موجود CAD، شناسایی نشت متان را تسهیل می کند. این ممکن است اپراتورهای سایت را برای اجرای به موقع اقدامات کاهشی قدرت دهد.
در نتیجه
تشخیص متان پهپاد نشان دهنده یک تغییر پارادایم در نظارت محیطی است. این یک ترکیب متحول کننده بازی از مقرون به صرفه بودن، کارایی عملیاتی و وضوح بی نظیر در تشخیص انتشار متان را ارائه می دهد.
همانطور که این فناوری بالغ می شود، تأثیر تحول آفرین آن بر شناسایی منابع متان و سازماندهی استراتژی های کاهش هدفمند قابل توجه خواهد بود. در نهایت، به کاهش پیامدهای زیست محیطی انتشار متان کمک خواهد کرد. با نوآوری و اصلاح مستمر، پهپادها ممکن است نظارت بر متان را متحول کنند. به این ترتیب، آنها ممکن است به عنوان متحدان ضروری در مبارزه جهانی علیه تغییرات اقلیمی ظاهر شوند و آینده ای را که با نظارت و پایداری محیط زیست افزایش یافته است، خبر دهند.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://www.iotforall.com/using-drones-for-methane-detection-enhancing-environmental-compliance
