無人機甲烷檢測儀的方案背景

天然氣是重要的生命能源，天然氣管道的安全非常重要。燃氣管道具有長距離、分布廣的特點。它主要鋪設在城市的地下，沿途經過河流，溝壑，鐵路和高速公路。地形復雜，限制了人工巡檢的操作方法，給管線的定期巡檢帶來不便。

對于每個天然氣動力生產設施、發(fā)電廠和管道維護公司以及天然氣供應鏈上的任何其他公司來說，對潛在危險的氣體泄漏進行安全快速的檢查是必須的。帶有甲烷氣體探測器的無人機速度快，移動性強，不會產生任何錯誤讀數。從而節(jié)省時間和金錢，同時還為工作人員提供安全保障。但是，為了將好處提升到一個全新的水平，無人機必須能夠精確，實時地傳輸數據。

無人機甲烷監(jiān)測包括天然氣管道調查，儲罐檢查，垃圾填埋場排放監(jiān)測，氣井測試和工廠安全審計，它被越來越多的應用于生產甲烷的眾多行業(yè)。

目前，有幾種檢測甲烷的方法，但測量甲烷量的最實用，最具成本效益的技術是基于與甲烷分子匹配的特定波長（通常為1650nm）對近紅外光5的吸收，”探測”式甲烷測量傳感器以高靈敏度和高精度測量已知體積的容器中所含的甲烷量。

在天然氣、煉油廠和化工廠等行業(yè)，甲烷氣體泄漏是高風險事件，管道巡檢是發(fā)現泄漏的有效途徑，特別是通過使用無人機，無人機安裝遠程甲烷檢漏儀，無人機激光甲烷氣體遙測儀可以高效、高精度地完成這項工作。

激光如何檢測甲烷氣體泄漏？

它通過在特定光譜范圍下發(fā)射激光來實現這一點，同時傳感器捕獲其反射，快速發(fā)現空氣中的微量甲烷氣體。當氣體沿著激光的路徑存在時，光被部分吸收。然后計算甲烷的濃度。

天然氣管道通常呈線性分布，其管道長度通常達到數百公里。天然氣管道的巡檢主要是監(jiān)測管道本身和管道周圍一公里內的環(huán)境條件。與傳統(tǒng)的人工檢查和車輛檢查相比，在石油和天然氣行業(yè)使用無人機可以有效解決這些環(huán)境限制。無人機配備高精度激光甲烷遙測儀，穿透各種復雜環(huán)境，實現手動精確點對點檢測、氣體管道航線飛行檢測、關鍵區(qū)域掃描檢測。

激光甲烷遙測儀的優(yōu)勢

無人機激光甲烷遙測儀是適應無人機而推出的輕量化無人機載設備，靈敏度高、檢測響應速度快、成本降低，減少作業(yè)風險性。

基于半導體激光吸收光譜技術的激光甲烷氣體探測器。它可以檢測各種環(huán)境中的甲烷氣體濃度等參數，精度高，響應速度快，可靠性高，運行成本低。

與固定式氣體泄漏探測器相比，無人機不僅是一種更具成本效益的解決問題的方法，而且是一種更有效的方法。

高靈敏度，激光甲烷氣體探測器甚至可以從80米的高度拾取微小的泄漏。傳感器僅對甲烷敏感，因此不可能由于存在其他氣體而產生錯誤讀數。除此之外無人機搭載甲烷檢測儀能夠深入工作人員無法進入的狹小空間或是危險指數較高的區(qū)域，確保工作人員的人身安全。

激光甲烷遙測儀簡介

通過DJI SkyPort，與大疆經緯M200 V2系列、M300系列平臺兼容。這種特殊的無人機提供更長的飛行時間（長達55分鐘）。它配備了高清攝像頭，以確保圖像合成和捕獲的最大準確性。由于氣體傳感器也輕巧緊湊，整個平臺易于運輸和操作，使監(jiān)測能夠覆蓋廣闊的區(qū)域。

安裝至經緯M200 V2飛行器為例

將無人機激光甲烷遙測儀云臺接口調至解鎖位置，嵌入無人機云臺安裝位置，旋轉云臺鎖扣至鎖定位置以固定云臺。

除了控制拍照、錄像、航線規(guī)劃，還提供報警閾值、空氣背景、測量單位、云端數據等更多功能。

報警閾值：檢測區(qū)域濃度超過（設定值+空氣背景）觸發(fā)警報功能；

空氣背景：用于設置所處環(huán)境甲烷濃度值，排除干擾；

測量單位：用于設置不同的濃度單位；

云端數據：定制功能，開啟后自動上傳數據到指定的云服務器存儲。

垃圾填埋場示例

由于垃圾場內的垃圾在長期堆放和分解的過程中，會產生甲烷、硫化氫、一氧化碳等易燃氣體，而這些易燃氣體尤其是甲烷，因為質量較空氣重，一旦發(fā)生泄漏會下沉，在地面上與空氣混合后形成混合氣體，在遇到摩擦撞擊火花或者靜電放電火花時就有可能會發(fā)生閃燃閃爆事故，給安全生產帶來嚴重危險。

在測試過程中，無人機傳感器有效載荷飛越人工泄漏，一段沒有泄漏的氣體傳輸管道，然后飛越垃圾填埋場，以進行比較并進一步驗證系統(tǒng)的靈敏度。

（垃圾填埋場甲烷排放- 單次通過剖面圖。垃圾填埋場右上角的120 PPM×M檢測為每小時150立方英尺）

結果顯示最大峰值為3088 PPM×M，大面積范圍的甲烷泄露對工作人員安全造成威脅。

垃圾填埋場工作人員只需使用簡單調查的結果，即可使用無人機搭載激光遠程甲烷監(jiān)測傳感器，輕松確定在哪里存儲更多垃圾以及在哪里安裝甲烷捕獲儀，以方便垃圾填埋場的智能化甲烷氣體監(jiān)控。