메탄은 지구 기후 변화에 큰 영향을 미치는 흔하고 중요한 온실가스입니다. 환경보호 사업이 심화됨에 따라 주요 온실가스인 메탄(CH4)은 환경보호의 중요한 지표가 되었습니다.
메탄 검출기는 분야에서 없어서는 안 될 도구 중 하나가 되었습니다. 환경 보호 높은 감도, 실시간 성능 및 정확성 때문입니다. 그것의 출현은 환경 모니터링에 있어서 중요한 역할과 가치를 갖는다. 메탄 감지기의 도입과 광범위한 적용은 현재 환경 보호 산업의 과학 수준과 기술 체인을 향상시켰습니다.
메탄 누출 감지기의 장점
UAV 레이저 메탄 검출기 UAV에 적합한 경량 UAV 기반 장치입니다. 높은 감도, 빠른 감지 응답, 저렴한 비용 및 운영 위험을 줄입니다.
레이저 메탄 가스 감지기는 반도체 레이저 흡수 분광학 기술을 기반으로 합니다. 높은 정확도, 빠른 응답, 높은 신뢰성 및 낮은 운영 비용으로 다양한 환경에서 메탄가스 농도와 같은 매개변수를 감지할 수 있습니다. 고정식 가스 누출 감지기에 비해 드론 문제를 해결하는 더 비용 효과적인 방법일 뿐만 아니라 더 효율적인 방법이기도 합니다.
고감도 레이저 메탄 가스 감지기는 300m 높이에서 아주 작은 누출도 감지할 수 있습니다. 센서는 메탄에만 민감하므로 다른 가스의 존재로 인해 잘못된 판독이 발생할 가능성이 없습니다. 또한 메탄 감지기를 탑재한 드론은 작업자가 들어갈 수 없는 좁은 공간이나 위험지수가 높은 구역에도 침투해 작업자의 신변 안전을 확보할 수 있다.
UAV 기반 메탄 측정 영역에서는 두 가지 주요 방법론이 널리 사용됩니다. 한 가지 방법은 센서와 지면 사이의 공기 기둥 내에서 CH4 흡수를 측정하는 레이저 기반 센서(TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy))입니다. 두 번째는 지면 근처에서 채취한 공기 샘플의 메탄 농도를 분석하는 "스니퍼" 접근 방식입니다. 두 방법 모두 정확성을 제공하지만 데이터 수집 프로세스는 크게 다릅니다.
"스니퍼" 센서를 사용하면 장치가 지상이나 근처에 직접 튜브를 따라가며 비행 중에 적극적으로 공기를 흡입합니다. 이 접근 방식은 y 기간당 x 측정값의 샘플링 속도를 사용하여 지정된 임무 위치에서 기존의 메탄 농도 판독값을 산출합니다.
대조적으로, 레이저 기반 센서는 지상에서 20미터가 넘는 세심한 그리드 패턴을 실행합니다. 센서는 데이터 수집을 위해 TDLAS 기술을 활용합니다.
UAV-메탄 감지의 과제
UAV 기반 센서를 활용하면 안전이 가장 중요하기 때문에 여러 가지 과제가 발생합니다. 두 방법 모두 저고도 UAV 비행으로 인한 안전 위험을 수반합니다. 그러나 스니퍼 센서를 사용하면 추가적인 복잡성이 발생합니다. 여기에는 장치가 지상에 있는 물체에 걸릴 위험과 특히 고도가 변동하는 지역에서 고도 정확도를 유지하는 데 어려움이 포함됩니다.
게다가 스니퍼 드론은 라이더 드론에 비해 더 적은 면적을 커버합니다. 이로 인해 배터리 관리 및 프로젝트 완료 시간 연장과 같은 물류상의 장애물이 발생할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 메탄 검출 데이터를 보장하려면 데이터 수집 기간을 최소화하여 환경 영향을 완화하는 것이 필수적입니다.
우려에도 불구하고 레이저 기반 센서는 뚜렷한 장점을 제공합니다. 조종사는 전력 시설 인프라와 같은 장애물과의 충돌을 피하기 위해 주의를 기울여야 하지만, 지상 접촉이 없으면 특정 위험이 줄어듭니다. 또한, 레이저 고도계를 사용하면 지상에서 일정한 고도를 유지하여 안전성이 향상됩니다.
메탄 누출 감지기 데이터는 지리적 참조를 거쳐 GIS 시스템에 원활하게 통합됩니다. 역거리 가중 보간법을 활용하면 CAD 파일에서 기존 가스 시스템 네트워크를 오버레이하는 옵션과 함께 메탄 농도가 높은 영역을 강조하는 핫스팟 지도를 생성할 수 있습니다. 특히 UAV 기반 메탄 감지 시스템은 배출원에 더 가까운 근접성을 제공하여 풍속이 데이터 정확도에 미치는 영향을 최소화합니다.
데이터 분석 중에는 풍향과 속도를 고려하는 것이 매우 중요합니다. 바람 벡터 데이터는 메탄 기둥의 "중복 계산"을 방지하는 데 중요합니다. 날씨 패턴을 고려하면 메탄 배출을 정확하게 평가하고 목표 완화 노력을 촉진하는 데 도움이 됩니다.
수반되는 메탄 감지 히트 맵은 본질적으로 열은 아니지만 메탄 클러스터를 효과적으로 찾아냅니다. 또한 이 데이터를 기존 가스 수집 및 제어 시스템 CAD에 오버레이하면 메탄 누출을 쉽게 식별할 수 있습니다. 이를 통해 현장 운영자는 적시에 완화 조치를 구현할 수 있습니다.
결론적으로
UAV 메탄 탐지는 환경 감시의 패러다임 전환을 나타냅니다. 이는 메탄 배출 감지에 있어 비용 효율성, 운영 효율성 및 비교할 수 없는 분해능의 획기적인 조합을 제시합니다.
이 기술이 성숙해짐에 따라 메탄 발생원을 식별하고 목표 완화 전략을 조정하는 데 있어 혁신적인 영향이 커질 것입니다. 궁극적으로 이는 메탄 배출이 환경에 미치는 영향을 완화하는 데 도움이 될 것입니다. 지속적인 혁신과 개선을 통해 UAV는 메탄 모니터링에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 따라서 그들은 기후 변화에 맞서는 전 세계적인 싸움에서 없어서는 안 될 동맹국으로 부상할 수 있으며, 강화된 환경 관리 및 지속 가능성으로 특징지어지는 미래를 예고할 수 있습니다.
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- 출처: https://www.iotforall.com/using-drones-for-methane-detection-enhancing-environmental-compliance
