甲烷(CH₄)是天然气的主要成分,广泛应用于能源、工业和农业领域,然而甲烷对气候变化、安全生产和空气质量具有重要影响。尽管甲烷本身毒性较低,但在密闭空间内积聚至高浓度时,会因置换氧气而引发窒息风险。作为主要温室气体之一,其增温效应显著,对气候变化的推动作用显著。同时,它还会参与大气化学反应,加剧近地面臭氧污染,从而对雾霾形成产生影响。
此外,甲烷无色无味,在空气中浓度达到一定标准时遇火源易引发燃烧或爆炸,带来严重安全事故。煤矿中的“瓦斯”事故及城市燃气泄漏,多数与甲烷积聚相关,对公共安全构成持续威胁。
随着“双碳”目标和安全生产要求的提升,甲烷的实时监测需求日益突出。松柏传感在已有催化燃烧和非色散红外甲烷传感技术的基础上,持续突破光学检测技术瓶颈,成功研发基于可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)的激光遥测甲烷传感器。该产品具备非接触式探测、百米级远距离监测、毫级快速响应等优势,成为燃气管网巡检、环保排放监管及工业安全防控等场景的关键技术支撑。
产品优势:
1、安全性高,非接触遥测加本质安全设计。
2、适用多种复杂工况,抗中毒能力强,环境适应性较强。
3、毫秒级快速响应,实时捕捉气体变化。
4、优异的抗干扰能力,不受其他气体干扰。
5、零点稳定无漂移,无需频繁校准,使用寿命长(5-10年)。
技术原理:
产品参数:
产品尺寸:
注:所有以mm为单位,除另有说明,所有公差均为±0.2mm
产品应用领域:
城市燃气管网巡检:燃气公司在日常巡线时,传统钻孔检测需要人工逐点采样,单次作业耗时且存在安全隐患,激光遥测甲烷传感器替代传统“钻孔检测”,通过车载或手持设备对地下管线、阀井、调压箱周边进行远程扫描,快速定位泄漏点。为日常的气体浓度监测和遇到抢修决策提供实时数据支撑。
石油天然气开采与储运:适用于油气田、LNG接收站、储气库等场所的泄漏监测,激光遥测技术可实现对高风险区域的远程、非接触式甲烷泄漏监测,结合红外成像,“被动应对”到“主动防控”--激光遥测技术为油气开采与储运环节提供实时泄漏监控,尤其适用于高温、高压、人员不宜靠近的危险区域。
环保执法与碳排放监管:环保部门用于工业园区、石油化工等企业的甲烷排放巡查,支持证据留存与超标告警。助力“甲烷减排行动计划”落地,让甲烷排放“看得见、查得清、管得住”!
智慧城市与公共安全:将激光遥测甲烷传感器集成于智慧灯杆、交通监控系统等城市基础设施中,可对地下管廊、商业街区、密闭空间等区域开展常态化、实时甲烷气体监测。一旦发生燃气泄漏等突发事故,可锁定泄漏点,划定警戒区域,为应急指挥、人员疏散和抢险决策提供科学依据,提升城市安全性。人工智能(无人机):激光遥测甲烷气体传感器在无人机中的应用,通过高精度检测与机动性优势,已成为油气管道、城市燃气、垃圾填埋场等领域气体泄漏检测的核心技术。单日可巡检数十至上百公里管线,效率高;规避密闭空间、高空或高危区域作业风险;同时具备低误报率与高可靠性,监测数据实时回传定位、可追溯分析,为构建智慧能源管理与碳排放监管平台提供有力支撑。
具体性能测试:
1.1线性测试
上图是传感器在100米测量距离下,对不同甲烷浓度的响应曲线及线性拟合结果。可以看到在0至100,000 ppm·m的全量程范围内,传感器测量值与甲烷浓度呈现高度线性关系,拟合优度R²高达0.95以上,验证了传感器在此宽量程内具有优异的线性性能。
1.2一致性测试
上图是传感器在0-100米范围内对不同浓度甲烷的测量,可以看到传感器在不同距离处测得的浓度一致,且误差均在±10%内。
1.3基本误差
上表是3台传感器在75米距离处对同一浓度的甲烷气体重复开关机测量5次的数据,可以看到每台传感器每次的测量误差均不超过±10%。
1.4同一浓度的不同温度测试
上图是传感器在-20℃-50℃的不同温度下测量同一浓度的数据,可以看到传感器在不同温度下测得的数据保持一致性,且测量浓度与实际浓度误差在±10%。
1.5功耗
上表是3台松柏传感器在常温常压下的功耗测试情况,每台传感器重复测量5次,每次测量2小时,可以看到每台传感器每次测量的功耗均小于1.2W,平均功耗0.9W。
综上所述,激光遥测甲烷传感器凭借其高灵敏度、远距离探测与非接触监测的优异性能,正成为守护生态环境、保障能源安全、提升城市韧性的关键技术力量。随着技术的持续迭代与智能化发展,这类传感器将朝着更高精度、更强集成、更广覆盖的方向迈进。
未来,上海松柏的激光遥测甲烷传感器将在燃气安全巡检、油气行业、环保与碳核算、工业安全、人工智能等领域发挥更加深远的作用,赋能绿色低碳转型与公共安全升级,引导各行业迈向更智能、安全、可持续的未来。
【好消息:50米激光遥测甲烷传感器模块,正在紧锣密鼓地加急测试中,目前进展顺利,即将重磅登场,敬请期待!】