Автомобильный детектор утечек метана на основе диодно-лазерной спектроскопии

Промышленное диагностическое оборудование и инжиниринг — ПЕРГАМ

  • 0Ваш заказ
  • Избранное
  • Сравнение
info@pergam.ru с 9:00 до 18:00

Автомобильные детекторы утечек метана на основе метода диодно-лазерной спектроскопии ДЛС-ПЕРГАМ

Природный газ – это основной источник энергии в России. На него приходится около 53% от всего объёма потребляемой первичной энергии. Несмотря на то, что природный газ является самым экологически чистым топливом, его основной компонент – метан представляет угрозу окружающей среде и способствует изменению климата.

Содержание статьи

Методы поиска утечек газа

По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), метан (CH4) способен задерживать тепло в атмосфере в 25 раз сильнее, чем двуокись углерода (СО2).  Своевременное обнаружение мест неконтролируемых утечек метана одновременно поможет снизить влияние газа на парниковый эффект в атмосфере, и значительно уменьшить финансовые потери газодобывающих и газораспределяющих компаний, для которых метан является ценным товаром на рынке первичных источников энергии.

Главной причиной утечек метана, наряду с человеческим фактором, остается сильный износ газопроводов и газового оборудования. И ситуация из года в год все больше усугубляется. Поэтому первоочередная задача компании, в чьи обязанности входит обслуживание участка газопровода – проведение постоянного и систематического обследования для своевременного выявления утечек метана.

В качестве средств для обнаружения утечки газа на обследуемых объектах применяют газоанализаторы, предназначенные для определения качественного и количественного состава смесей газов.Чаще всего используются датчики загазованности, основанные на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления метана (каталитические анализаторы). Такие датчики используются как стационарно, так и в виде переносных приборов с которыми обходчики проходят вдоль газопровода по заданному маршруту.

Основным недостатком такого метода обнаружения утечек является то, что возможность их применения сильно ограничена большой разветвленностью и труднодоступностью газовых сетей. Протяженность газопровода, вдоль которого может пройти обходчик с переносным газоанализатором ничтожно мала. Даже те доступные участки газопровода, куда обходчик может добраться самостоятельно, обследуются долго и не эффективно.

 
 
 

Чувствительность каталитического метода не позволяет обнаруживать небольшие утечки газа

Нельзя сбрасывать со счетов и человеческий фактор: обходчик может пропустить или не заметить показания прибора.

В это трудно поверить, но в ряде регионов России до сих пор используется метод обмыливания оборудования простой мыльной водой!

Метод диодно-лазерной спектроскопии к содержанию

Лазерный луч с четко определенной длиной волны (1,65 мкм) проходит через атмосферу, и отразившись от любого физического объекта (дерево, земля, кустарник, стена здания, асфальт, всё, что угодно) принимается оптической системой для цифрового анализа. Суть в том, что лазерный луч этой конкретной длины волны максимально поглощается молекулами метана. И если они окажутся на пути излучения (даже в очень небольшой концентрации), энергия лазера частично поглотится, его форма изменится, и по характеру изменения формы луча программа выдаст информацию о количестве содержания метана в атмосфере на исследуемом участке.

 
 
 

Простая и надежная технология. Самая чувствительная из существующих на сегодняшний день

Концентрация измеряется на всем пути излучения лазера и выводится в относительной величине — ppm×m. Количество молекул метана на миллион молекул воздуха, умноженное на расстояние.

Основные направления, в которых можно применять метод диодно-лазерной спектроскопии для поиска утечек метана:

  • мониторинг всех типов магистральных газопроводов большой протяженности, газопроводов низкого давления, городских газовых коммуникаций, газораспределительных станций, подземных хранилищ газа и других объектов;
  • поиск утечек метана в проблемных местах (на запорных узлах, водных переходах, на пересечении газопроводов с различными транспортными магистралями и др.);
  • экологический контроль улиц и районов мегаполисов, промышленных предприятий, торговых центров, подземных парковок и заправочных станций;
  • оперативное предупреждение о возможности возникновения техногенных аварий и экологических катастроф.

Автомобильные лаборатории ДЛС-ПЕРГАМ к содержанию

Мобильные лаборатории ДЛС-ПЕРГАМ предназначены для дистанционного и локального обнаружения утечек газа в полевых и городских условиях: места газодобычи, транспортировка газа (магистральный газопровод, межпоселковый газопровод), система распределения газа в поселковой и городской среде.

В мобильных лабораториях используется две разновидности детектора метана, основанного на принципе диодно-лазерной спектроскопии. Они предназначены для контролирования различных областей пространства.

Первый из них – дистанционный детектор метана.  Он устанавливается на крыше автомобиля на специальной поворотной платформе, которая позволяет поворачивать прибор на 360 градусов (180 градусов влево и 180 градусов вправо). Инфракрасный лазерный луч направляется на любой физический объект (стена, дерево, земля, асфальт и т.д.) находящийся на расстоянии до 150 метров от автолаборатории.

Лазерное излучение, отразившись от физического объекта, попадает в приемную систему прибора и фокусируется на фотоприемник. И, если лазерный луч пересечет облако газа в любом месте между прибором и отражающей поверхностью, то избыточная концентрация газа будет мгновенно зафиксирована и измерена спектроскопическим анализом сигналов фотоприемника. Каждый детектор оборудован оптическим целеуказателем и видеокамерой. Они позволяют оператору контролировать направление излучения для детектирования метана.

Вторая разновидность прибора для автомобильного использования – это бамперный детектор для локального обнаружения утечки. Он устанавливается на передний бампер автомобиля. Его основная задача – уловить мельчайшие концентрации метана в воздухе, которые могут исходить как из подземных распределительных газовых сетей, так и от любых наземных газовых объектов. Далее опытный оператор по зарегистрированному облаку газа и направлению ветра легко находит источник данной утечки - место выхода газа, и фиксирует полученную информацию для передачи ремонтным службам (GPS-координаты, уровень концентрации газа в этом месте и фото объекта).

Принцип работы бамперного детектора такой же, что и у дистанционного прибора с той лишь разницей, что процесс излучения и отражения лазерного луча происходит внутри специальной кюветы, куда под давлением засасывается проба окружающего воздуха через отверстия на трубке, которая крепится на бампер автомобиля. В результате многократного отражения луча от установленных внутри кюветы зеркал, точность измерения концентрации метана в воздухе становится беспрецедентной.

 
 
 

Бамперный детектор ДЛС-ПЕРГАМ способен обнаруживать содержание метана в воздухе в концентрации 0,1 ppm, т.е. 1 молекула метана на 10 миллионов молекул воздуха!

Каждый из лазерных детекторов метана управляется своим блоком электроники. Управление приборами и обработка данных производится с помощью специального программного обеспечения. Основные результаты измерений выводятся на монитор оператора.

Встроенный GPS-приемник позволяет фиксировать координаты мест утечек и их концентрацию с автоматическим построением отчета, что исключает вероятность ошибки, которые случаются в работе обходчиков.

Автомобиль в режиме измерения движется со скоростью около 50 км/час, что на порядок быстрее скорости обходчиков.

Благодаря высокой точности измерительных приборов (а также при комбинированной версии автолаборатории с использованием одновременно двух детекторов – дистанционного и локального) автомобиль может двигаться не только над осью газопровода. Это позволяет использовать автомобильную лабораторию на любых участках газопровода, в том числе отгороженных от проезжей части, а также проводить диагностику на газонах и пустырях.

Установка оборудования на шасси вездехода позволяет проводить обследование участков газопровода в труднодоступных и заболоченных местах. Детекторы ДЛС-ПЕРГАМ успешно установлены и работают на вездеходах Шаман 8х8 и Трэкол 6х6.

Основным и неоспоримым преимуществом использования детекторов утечки метана ДЛС-ПЕРГАМ на автомобильной платформе перед детекторами, которые устанавливаются на летательные аппараты (вертолет, квадрокоптер, БПЛА) – это повышенная точность измерений.

Мнение нашего специалиста
Сергей Журкин

Сергей Журкин

Инженер по технической поддержке

«Применение автомобильного диагностирования по сравнению с вертолетным аналогом увеличит количество найденных утечек как минимум в 10 раз»

Поиск утечек газа в многоквартирных домах к содержанию

Еще одно очень важное и востребованное применение дистанционного и детектора метана автомобильного базирования – дистанционный поиск утечек в многоквартирных домах и городских сетях распределения газа. Важность такого обследования трудно переоценить.

Основное препятствие для специалистов, которые совершают поквартирный обход жильцов с целью выявления возможных неисправностей газового оборудования, является нежелание жильцов пускать в свои квартиры посторонних людей. В такой ситуации автолаборатория с дистанционным детектором ДЛС-ПЕРГАМ – единственное решение проблемы.

Сергей Журкин

Автомобильная лаборатория на небольшой скорости передвигается по дворовой территории вдоль жилого дома, который требуется обследовать. Оператор направляет излучение в окна дома, где по планировке располагается газовое оборудование. Программа обрабатывает информацию и в реальном времени на мониторе оператор видит информацию о содержании метана в исследуемом пространстве (отдельно взятая кухня).

Излучаемый детектором луч абсолютно безвреден для человека. Также он невидим для человеческого глаза, а лазерный целеуказатель при таком виде обследования можно отключить, используя для наведения на объект только видеокамеру.

 
 
 

Можно обследовать жилые дома с целью выявления утечек метана абсолютно незаметно для жильцов

Эффективность дистанционного метода сканирования квартиры через окно для обнаружения утечки природного газа внутри помещения подтверждена неоднократными тестовыми испытаниями.

Оба вида детекторов ДЛС-ПЕРГАМ можно устанавливать на любое автомобильное шасси.

Детекторы ДЛС-ПЕРГАМ отдельно или в комбинации уже успешно работают на:

Volkswagen T5, LT35/28, Caddy, Ford Transit, Mercedes Sprinter, УАЗ 3962, Нива Chevrolet, Газ 2705 («Газель»), Камаз 43144, Урал 4320.

Галерея изображений к содержанию

Все публикации

Другие публикации

  • Инспекция врезок в магистральные трубопроводы с помощью противоударного промышленного дрона Elios

    Специалисты Пергам совместно с персоналом Транснефть Дружба провели тестовую инспекцию незаконной врезки с помощью системы видеоинспекции на базе противоударного промышленного крадрокоптера Flyability Elios 2. Специалисты Транснефти высоко оценили возможности промышленного дрона Elios по обследованиям незаконных врезок. Использование для таких проверок противоударного промышленного квадрокоптера значительно повышает их безопасность, скорость и эффективность.

  • Визуальная инспекция с помощью автономного дрона

    Практика применения промышленных дронов. Автономный промышленный БПЛА Fast Sense помогает обследовать производственное металлургическое предприятие. Провести визуальный контроль оборудования и ограждающих конструкций завода.

  • Противоударный дрон Elios 2 обследует воздуховоды и газоходы на ТЭЦ

    Состояние воздуховодов и газоходов на тепловых станциях всегда вызывает большую озабоченность, поскольку эти места очень труднодоступные. На них сложно проводить обследование и контроль состояния конструкций. Ответственным сотрудникам приходится устанавливать шаткие лестницы, пролезать в узких, грязных, запыленных местах и пытаться провести обследование с помощью фонарика удаленных мест, до которых они не могут дотянуться. Это крайне сложная, трудоемкая и опасная процедура. С помощью системы видеоинспекции Elios 2 на базе противоударного дрона такие обследования стало проводить намного проще, быстрее и безопаснее.

Задать вопрос Обратный звонок
Наверх
Мой мир
Вконтакте
Одноклассники