在无人机上使用ABB甲烷分析仪检测天然气泄漏

甲烷泄漏对社区和周围环境极其危险。高效、有效地检测任何气体泄漏是至关重要的。

在这次采访中，ABB测量分析公司LGR产品线的首席技术官Brian Leen如是说与AZoM讨论了在无人机上使用ABB的甲烷分析仪检测气体泄漏的好处。

甲烷泄漏会对环境和周围社区造成严重威胁。请告诉我们的读者ABB的分析器是如何帮助防止这种情况发生的?

ABB的分析仪使用了专利的腔增强吸收光谱技术来检测甲烷，其灵敏度比常规泄漏检测工具高出1000倍以上。

这种极高的灵敏度使ABB能够在飞行时快速识别潜在的甲烷排放，这是其他传感器无法做到的。由于能够从远离气源的空气中进行探测，因此有可能对难以或不可能步行到达的天然气基础设施进行调查，例如水下、桥梁下、茂密森林中、地下或未授予通行权的管道。频繁而彻底的管道完整性调查可以大大减少对环境的危害排放，降低爆炸风险。

ABB分析仪如何在不直接接触的情况下检测设施、管道和其他资产中的甲烷?

当甲烷从泄漏源释放出来时，它被风携带并在混合到大气中扩散，然后浓度随着距离的增加而降低。

通过使用ABB的无人机甲烷分析仪飞行或驾驶通过扩散羽流，可以在顺风方向探测到这种排放的气体。ABB先进的分析算法然后处理测量数据，以确定甲烷浓度异常高的位置，这表明在飞行路径的逆风处有泄漏。

最后，通过测量甲烷的形状和大小以及风速来估计泄漏点的位置。

ABB的分析仪能够在不直接接触的情况下检测甲烷泄漏。

分析人员如何报告数据?这比以前的方法更快更有效吗?

ABB的分析软件自动处理收集的甲烷、GPS和风能数据，以GIS兼容或PDF格式创建一个简单、易于使用的报告。这些报告可用于快速识别管网中可能存在泄漏的区域。

此外，软件功能，如ABB Ability云存储工具，允许快速有效地将数据和报告分发给世界各地的所有利益相关者。授权用户可以实时查看航班进展情况，并对处理过的泄露报告进行审查和处理。

与传统方法相比，在无人机中使用分析器有什么好处?这是一种进步吗?

与目前的方法相比，无人机有几个优势。与步行进行的传统调查相比，无人机调查需要更少的时间，覆盖更大的区域，并允许访问(管道)资产，可能无法步行到达。与载人勘测飞行相比，这也有显著的优势。具体来说，操作无人机的成本远低于载人飞行。

此外，无人机系统可以(有时也需要)比有人驾驶的飞机飞得低，这使得探测扩散的甲烷气体羽流更容易和更有效。

使用无人机有一些缺点。目前的法规限制了无人机的操作范围，而载人飞行可以覆盖更大的距离。然而，许多无人机运营商正在努力证明他们的系统可以安全地进行长途飞行，美国联邦航空局很可能最终允许工业无人机系统在视线之外合法飞行。

ABB甲烷分析仪的主要特点和优点是什么?

ABB的甲烷分析仪使用了一种特别强大、灵敏而简单的腔增强光学吸收光谱，称为离轴集成腔输出光谱(OA-ICOS)。这项专利技术能够检测单个零件欧元(ppb)的甲烷浓度变化，大多数商业上可用的甲烷传感器只能检测单个部分几百万(ppm)变化水平。ppb级的灵敏度使ABB的传感器能够检测离源非常远的大气中甲烷的人为变化(即泄漏)。

无人机传感器还显示出对气体浓度变化的快速响应(每100毫秒报告一次数据)，再加上ABB同样快速的计算分析，使分析仪适合于高速无人机气体测量。此外，OA-ICOS在无人机上飞行的适用性在众多竞争方法中是独一无二的，因为它对环境振动、压力和温度变化都不敏感，这些变化在无人机上都可能是极端的。

ABB无人机甲烷传感器经历了重大的轻量化开发，其检测限制与传统ABB分析仪相似(至少重15公斤)，但重量小于3.4公斤。功耗也降低到32W，可以很容易地通过标准无人机电池采购。

最后，传感器接口已经过调整和流线型，以提供无人机应用所需的连接，如自动驾驶仪遥测摄取和无线通信。

无人机上的传感器在哪些应用中受益最大?

虽然管道完整性应用是ABB传感器的主要市场(原因如前所述)，但其他用户将受益于高精度、无人机可飞行的甲烷传感器。例如，致力于量化自然(湿地、永久冻土、热源渗漏、白蚁等)和人为(肠道农业、粪便处理、碳氢化合物提取、垃圾填埋场等)的甲烷排放的环境科学家有了一种新工具，可以提高测量的准确性。

您能告诉我们在无人机中成功使用ABB分析仪的案例研究吗?

ABB传感器已经在世界各地的几个工业和研究集团成功地进行了飞行测试。ULC Robotics已经在美国东海岸对该传感器进行了天然气管道泄漏检测测试，并使用安装在他们定制的无人机系统(UAS)上的ABB分析仪，帮助公用企业提高在其他不可访问位置的管道完整性检测。

使用空中交通工具进行气体探测的主要好处是什么?这对未来的气体检测意味着什么?

空中检查提高了我们难以到达的天然气分销基础设施部分的安全性。通过远距离检测和易于飞行的无人机系统，ABB分析仪可以更频繁地检查这些难以检查的资产，从而提高整个管道系统的完整性。随着ABB的空中检测工具得到广泛应用，我们预计，由于空中测量的简单和速度，它们将更频繁地应用于管道网络的其他部分，从而带来一个更安全的天然气输配和输送管道系统。

我们的读者可以去哪里了解更多?

想了解更多请访问https://new.abb.com/products/measurement-products

布莱恩·林医生的事

Leen博士8年来一直积极参与ABB Los Gatos Research (LGR)产品线离轴腔增强气体传感器的开发。他在光学设计、数据采集和分析方法方面有着广泛的工作经验，这些都是精确、高速的ICOS和CRDS所需要的。在成为LGR产品线的首席技术官之前，他负责DOD、NASA、DOE、NIH和EPA的SBIR合同，涉及各种主题，包括化学武器检测、有毒VOCs侵入空气、危重病人呼吸分析、NO超精确检测₂在城市边界，空中的NH_3.地下水中硝酸盐源的检测、平流层中OCS和同位素分析。

在2010年加入Los Gatos Research之前，他是斯坦福大学(Stanford University)应用物理系的博士候选人，研究用于数据存储和检测的高亮度、纳米孔径。