- Что такое газоанализатор?
- Flir g300a ogi camera
- Аэрокомплекс для контроля окружающей среды на базе dji matrice 210 v2 газоанализатор sniffer4d micasense rededge mx dji zenmuse x5s
- Библиографическая ссылка
- Газоанализатор установленный на дрон
- Где необходимо использование газоанализатора?
- Лазерный детектор утечек метана
- Лазерный детектор утечки метана u10
- Малогабаритный лазерный локатор утечек метана
- Методы поиска утечек газа
- Многогазовый детектор flir muve c360
- Преимущества газоанализатора
- Принцип работы tdlas
- Программное обеспечение
- Технические характеристики u10
- Ультразвуковой детектор утечки газа
Что такое газоанализатор?
Газовый детектор – это очень чувствительный элемент, который используется для детального измерения качества и количества газовой смеси в воздухе. Основная цель использования такого измерительного прибора это защита людей от возможного отравления газом.
Такие приборы бывают как ручного действия, так и автоматические. Сейчас мало кто использует приборы ручного действия, большее предпочтение отдается автоматическим приборам, которые с легкостью могут контролировать концентрацию газов и сразу же передавать результаты измерения.
Каким бы огромным ни был выбор на рынке, к сожалению, нет одного универсального прибора для выполнения полного газового анализа. Хоть и современные газоанализаторы могут обнаружить достаточно широкий спектр газов, следует все же делать выбор ориентируясь на цель вашей аналитической задачи.
Flir g300a ogi camera
Это мощная оптическая камера визуализации газа, позволяющая анализировать утечку газа в самых удаленных и труднодоступных местах. Благодаря постоянному мониторингу, устройство помогает экспертам принимать незамедлительные меры по ликвидации утечек газов.
Аэрокомплекс для контроля окружающей среды на базе dji matrice 210 v2 газоанализатор sniffer4d micasense rededge mx dji zenmuse x5s
Это лучший выбор для тех, кто заинтересован в комплексном решении. Газоанализатор как отдельно стоящий инструмент имеет много преимуществ, но в комбинации с другими устройствами, его потенциал может быть значительно больше. Основная цель этого аэрокомплекса это быстрый и достаточно эффективный контроль состава воздуха, почты или же растительности. Приобретая целый комплекс, вы сможете обнаружить такие газы как VOCs, CH4, O3, NO2, SO2, PM10, PM2.5, и PM1.0.
Сейчас во многих отраслях, проведение комплексного анализа окружающей среды это не просто какое-то новшество. Это регулярная практика, особенно в больших городах, где расположено огромное количество предприятий. Благодаря интегрированному газоанализатору Sniffer 4D, можно быстро составить детальную карту качества воздуха и создать детальный отчет о локальных загрязнителях. Корпус анализатора газа выполнен из углеродного волокна с комплексной защитой от электромагнитных помех.
Благодаря мультиспектральной камере RedEdge-MX, можно с легкостью создавать индексные карты в ярких цветах. Камеру можно установить на любой беспилотник и активно применять как в сельскохозяйственной сфере так и в области анализа состояния посевов. Камера обладает высокой производительностью: одновременно сенсор может захватить 5 дискретных спектральных полос.
Приобретая целый аэрокомплекс, вы сможете автоматизировать ряд задач и значительно сократить время работы. Сейчас, это лучшее аэромобильное решение для контроля состояния атмосферного воздуха!
Библиографическая ссылка
Бушмелева К.И., Плюснин И.И., Бушмелев П.Е. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ОПЕРАТОРА ЛОКАТОРА УТЕЧЕК ГАЗА // Современные наукоемкие технологии. – 2008. – № 5.
– С. 80-83;
Газоанализатор установленный на дрон
В основном, газоанализаторы используются для выявления утечек метана. Но, ранее эту процедуру выполняли люди. Традиционный метод заключался в следующем: человека одевали в массивный костюм, оснащенный воздушным баллоном и переносным датчиком. Для того чтобы получить максимально точные измерения, человеку необходимо было максимально близко подобраться к источнику, а это, опять же, риск для его жизни.
Дрон в комбинации с газоанализатором полностью исключают человеческий фактор из этой задачи. Это гораздо лучший и более надежный метод выявления утечек газа. Беспилотный комплекс с газоанализатором позволяет снизить стоимость обследования газотранспортной инфраструктуры и увеличить эффективность операций.
Где необходимо использование газоанализатора?
Сверхчувствительный детектор необходим на таких предприятиях как:
В Дании, беспилотные летательные аппараты, оснащенные газоанализаторами, будут отслеживать выбросы серы у кораблей в окружающую среду. Профессиональные дроны,оснащенные анализаторами газа будут летать над кораблями на расстоянии 100 метров с целью отследить уровень серы в выхлопных газах.
В целом, газоанализаторы обладают достаточно широким спектром возможностей. Они позволяют мониторить состав воздуха, состояние почвы и растительности. Это отличное решение для контроля состояния атмосферного воздуха и его загрязнения.
В мире сейчас остро стоит вопрос по решению энергосберегающих и экологических проблем. Присутствие в воздухе опасных газов – это огромный риск как для здоровья людей, так и для окружающей среды. Например, в горной промышленности это проблема номер один.
Представители этой сферы деятельности знают какой опасностью грозит сила природного газа, встречающегося в месторождениях угля. Газ не имеет ни цвета ни запаха, поэтому обнаружить его можно только специальным оборудованием. В данной ситуации, это переносной газоанализатор, которому работник доверяет жизни всей команды. Ведь несвоевременное обнаружения газа в шахте может привести к трагическим последствиям.
Лазерный детектор утечек метана
Высокочувствительные лазерные детекторы осуществляют поиск утечек метана используя метод перестраиваемой диодно-лазерной спектроскопии. Дальность обнаружения дефектов может достигать сотни метров. Для проведения измерений достаточно небольшого пространства, через которое может пройти тонкий лазерный луч.
Этот метод дает возможность дистанционного поиска утечек в закрытых помещениях или кожухах оборудования, что обеспечивает безопасность персонала и соблюдение норм охраны труда. Лазерные детекторы можно использовать для определения уровня выбросов метана на газопроводах, расположенных на высоте.
Приборы для поиска утечек газов используются в самых различных областях: нефтеперерабатывающие предприятия, нефтехимические предприятия, месторождения, скважины, газораспределительные сети, терминалы сжиженного газа, экологический мониторинг, геологическая разведка и другое. При выборе необходимо учитывать условия применения, частоту использования, бюджет и требуемую точность измерения.
Лазерный детектор утечки метана u10
Это высокочувствительный газоанализатор, разработанный на основе диодной лазерной абсорбционной спектроскопии (TDLAS). Благодаря этому устройству, эксперты могут легко и быстро идентифицировать метан на расстоянии до 100 метров. Работает на платформах DJI SkyPort и DJI Matrice 200 Series.
Малогабаритный лазерный локатор утечек метана
УДК 681.785.4:621.378
МАЛОГАБАРИТНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ЛОКАТОР УТЕЧЕК МЕТАНА
А. Г. Заводовский, И. И. Плюснин, С. М. Сысоев
Описан локатор метана на основе Не-№ лазера, предназначенный для наземного поиска утечек газа из газопроводов, работающий по однолучевой схеме с использованием отражателя и магнитооптического модулятора. В ходе лабораторных испытаний локатора фиксировались малые количества метана 10…20 ррт.
В связи с развертыванием обширной сети магистральных газопроводов актуальными оказались проблемы обнаружения утечек транспортируемых газов при небольших их концентрациях в атмосфере, что позволяет на раннем этапе устранить утечки с наименьшими затратами.
В настоящее время существуют различные устройства для обнаружения утечек газа (метана) из трубопроводов [1—6]. Наиболее удобные и чувствительные среди них — лазерные локаторы. Задача обнаружения утечки может быть разбита на две подзадачи: дистанционная (с невысокой точностью) локализация области утечки с помощью приборов, расположенных на вертолетах, самолетах и других летательных аппаратах, и точное определение места утечки с использованием малогабаритных поисковых устройств.
Уже в течение 20 лет ООО “Сургутгазпром” эксплуатирует лазерный локатор для контроля магистральных газопроводов с борта вертолета [2, 6], по результатам которого затем в районы утечек направляются ремонтные бригады. При этом довольно часто возникают проблемы с локализацией места аварии непосредственно на газопроводе. Для наземного поиска утечки газа применяются различные устройства, отличающиеся принципом действия, точностью обнаружения, габаритами и т. п. [3—6].
В данной работе предлагается при выполнении поисковых наземных работ использовать малогабаритный лазерный локатор метана. Оптическая часть устройства в основном идентична оптической части вертолетного варианта и выполнена на жестком основании корпуса из дюралюминия. В данном локаторе применяется однолу-чевая оптическая схема.
Структурная схема устройства представлена на рисунке и состоит из оптической, электронной и регистрирующей частей. В качестве источника зондирующего излучения 1 в локаторе используется серийный Не-№ лазер, работающий в непрерывном режиме с мощностью около 1 мВт. Принцип действия локатора основан на резонансном поглощении лазерного излучения определенной длины волны (X = 3,3922 мкм) молекулами метана. Излучение лазера модулируется по амплитуде
с помощью магнитооптического модулятора 2. Основой модулятора служит кристалл железо-ит-триевого граната (ЖИГ) с габаритами 4 х 4 х 10 мм. Для создания магнитного поля на кристалл намотаны две катушки с одинаковым числом витков (И = 10), включенные встречно, и на боковых гранях кристалла закреплен ферритовый магнито-провод. Схема питания катушек 3 формирует прямоугольные импульсы с амплитудой 10 В и частотой следования 7 кГц. Глубина магнитооптической модуляции составляет 95 %. Модулированное излучение лазера направляется на делительную пластинку 4, изготовленную из кристалла GaAs. Часть излучения (опорное) отражается от пластины и попадает на фотоприемник 5. Прошедшее через делительную пластину излучение (рабочее) направляется на специальный отражатель 6, который предварительно размещается на расстоянии 10 м от локатора таким образом, чтобы лазерное излучение попадало в область пространства 7, которая может содержать метан. Сигнал, пришедший от отражателя, собирается зеркалом 8 и фокусируется на фотоприемник 9. Сигналы с фотоприемников 5 и 9 подаются на схему сравнения 10, результирующий сигнал с которой попадает на регистрирующее устройство 11. Данное устройство работает в режиме детектора. Наличие метана приводит к поглощению рабочего излучения, что и фиксируется прибором регистрации.
г — — — — — — “1
Локатор
Структурная схема лазерного локатора метана
28 _ Sensors & Systems • № 4.2007
Мощность обратно рассеянного излучения на фотодетекторе 9 определяется следующим соотношением [7]: Р= Р0КАТ2(Х, R)p/R2, где Р^) -мощность сигнала обратного рассеяния на фотоприемнике на длине волны X, приходящая с расстояния R; Ро — мощность лазера; К — постоянная локатора; А — площадь приемного зеркала; Т(Х) — пропускание атмосферы на длине волны лазерного излучения и сигнала обратного рассеяния; р — коэффициент отражения мишени.
Вся информация о концентрации молекул метана содержится в сомножителе Т(Х), который в общем случае может быть представлен в виде:
г R
T(X, R) = exp
– Jk(X, R) dR
L 0
где коэффициент ослабления к(Х, R) определяется соотношением вида: к(Х, R) = кд(Х, R) А^)ао(Х), в котором первое слагаемое является коэффициентом ослабления атмосферы на длине волны лазерного излучения за вычетом молекул метана, а второе — произведением концентрации молекул метана на сечение резонансного поглощения этих молекул.
Таким образом, мощность сигнала фотодетектора зависит не только от наличия метана на трассе зондирования, но и от условий рассеяния излучения (расстояния между локатором и отражателем, коэффициента отражения мишени, угла рассеяния излучения). Чтобы исключить влияние условий рассеяния на величину сигнала фотодетектора, предлагается использовать устанавливаемый на фиксированном расстоянии R отражатель (см. рисунок) для обеспечения диффузного характера индикатрисы рассеяния или уголковый отражатель.
Питание блоков локатора осуществляется от аккумуляторной батареи 12 напряжением 24 В, которая либо переносится оператором, либо на-
ходится на платформе вездехода и соединяется с локатором специальным кабелем. Лазер также питается от батареи через специальный преобразователь напряжения 13. Масса локатора без батареи составляет -10 кг. Устройство может переноситься и управляться двумя операторами. Мощности аккумуляторной батареи достаточно для работы локатора в течение 1…1,5 ч. Лабораторные испытания показали, что локатор устойчиво определяет малые содержания метана (10…20 ppm).
ЛИТЕРАТУРА
1. Попов А. И. Лазерный адсорбционный анализ и его применение. М.: МИФИ, 1982. 180 с.
2. Табарин В. А., Плюснин И. И., Подлягин В. А. Лазерный многофункциональный локатор для мониторинга продук-топроводов // Междунар. науч.-техн. конф. “Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления” (“Датчик-97”). Тез. докл. Ч. 1. — 1997. — С. 137—139.
3. Бубличенко И. А., Мохноножкин Б. Е. Лазерный газоанализатор для поиска утечек газа из подземных газопроводов // Приборы и техника эксперимента. — 1999. — № 5. — С. 126—129.
4. Заводовский А. Г., Плюснин И. И., Сысоев С. М. и др. Лазерный детектор метана // Междунар. науч.-техн. конф. “Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления” (“Датчик-2002”). Тез. докл. — 2002. — С. 125—126.
5. Березин А. Г., Ершов О. В., Шаповалов Ю. П. Мобильный высокочувствительный детектор метана на основе диодного лазера ближнего ИК диапазона // Квантовая электроника. — 2003. — Т. 33. — № 8. — С. 721—727.
6. Паш. 51745 РФ, МПК G01N 21/61. Локатор утечек газа “ЛУГ” / И. И. Плюснин и др. // Бюл. — 2006. — № 6.
7. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование: Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. 550 с.
Сшашья представлена Сургутским государственным университетом.
Александр Геннадьевич Заводовский — канд. физ.-мат. наук, доцент;
Ш (3462) 34-48-42
Иннокентий Иванович Плюснин — нач. научного отдела; Сергей Михайлович Сысоев — канд. физ.-мат. наук, доцент. E-mail: ssm@iff.surgu.ru □
Ц&яф&емме гитлтели!
Если Вы не успели подписаться на журнал “Датчики и Системы”, напоминаем Вам, что через Редакцию можно оформить льготную подписку в любое время и с любого номера (дешевле, чем через каталоги агентств) или приобрести номера журнала за прошедшие годы.
Можно также заказать электронные версии как необходимого Вам номера журнала, так и отдельных статей.
Позвоните в Редакцию по тел. (495) 330-42-66 или пришлите заказ по электронной почте (E-mail: datchik@ipu.rssi.ru) — и подписка будет оформлена за один день. Расходы по пересылке журнала Редакция берет на себя. Не забудьте указать свой полный почтовый адрес!
Наш адрес: 117997, В-342, ГСП-7, Профсоюзная ул., д. 65, ИПУ РАН, оф. 104.
Датчики и Системы • № 4.2007_ 29
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.
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).
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.
Многогазовый детектор flir muve c360
Это устройство позволяет обеспечить длительный мониторинг опасных химических веществ и передает данные в режиме реального времени. Блок датчиков включает 8 каналов, таких как детектор фотоионизации, детектор нижнего предела взрываемости, и другие электрохимические датчики.
Преимущества газоанализатора
Как видим, инновационные технологии не стоят на месте. Современные газоанализаторы предоставляют огромный круг возможностей. Новые газоанализаторы обладают следующими преимуществами:
- Невысокие затраты на обслуживание;
- Надежность и неприхотливость;
- Универсальность использования;
- Удобная визуализация данных;
- Возможность подключения к устройству через смартфон;
- Возможность использования как в комбинации с другими устройствами так и без них;
- Невысокая цена;
- Легкий вес и компактные размеры;
- Высокая чувствительность сенсоров;
- Возможность проверить наличие взрывоопасных паров в считанные секунды;
- Возможность осуществить контроль нескольких газов одновременно.
Принцип работы tdlas
Газоанализатор работает на основе метода TDLAS и обладает быстрой возможностью измерения концентрации газа. Расчет концентрации газа происходит с применением спектроскопии с перестраиваемым диодным лазером. Таким образом измерение происходит без непосредственного контакта – только путем облучения воздушной среды и излучением перестраиваемого лазерного диода.
Программное обеспечение
U10 поставляется вместе с приложением α-ONE iOS, которое позволяет планировать полеты, просматривать маршруты полетов, проводить мониторинг уровней концентрации газа и отслеживать тенденции во времени.
Технические характеристики u10
| Диапазон обнаружения концентрации | 0~50,000 ppm·m |
|---|---|
| Макс. дистанция обнаружения | 100 м |
| Камера | Видео 720 p |
| Поддерживаемые полетные платформы | Серия DJI Matrice 200, серия Matrice 200 V2, серия DJI Matrice 300 |
| Габариты | 155 x 90 x 100 мм |
| Вес | 534 г |
| Рабочая влажность | <90% относительной влажности, нет конденсации |
Высокая чувствительность устройства позволяет идентифицировать метан при его концентрации до 5ppm. m.
Ультразвуковой детектор утечки газа
Принцип действия этих приборов основан на том, что в месте дефекта трассы формируется турбулентность, которая порождает ультразвуковые волны. Детектор утечки, имеющий несколько десятков сверхчувствительных микрофонов, работающих в разных частотных диапазонах фиксирует ультразвук и отображает место утечки на экране.
При этом формируется тепловая карта звука, где места утечки с разной интенсивностью звука помечаются разными цветами. Это позволяет с большой точностью определить место дефекта. Ультразвуковые детекторы применяют не только при поиске утечек метана. Широкий спектр воспринимаемых частот позволяет фиксировать выбросы пропана, азота, воздуха и других газов.
