无人机+甲烷传感器技术在甲烷排放监测中的应用

hb大仁

甲烷作为全球第二大温室气体，具有增温潜势高、寿命短的特点，主要来源于煤炭、油气生产、农业和废弃物处理等领域。

在能源行业，甲烷排放主要来源于煤炭开采、油气行业和生物能源。据统计，这三者的占比分别为82.88%、13.24%和3.88%，共同构成了能源行业甲烷排放的主要部分。而在农业活动中，畜牧业和水稻种植是主要的甲烷排放源。
甲烷对全球变暖的贡献高达25%，这一数字仅次于二氧化碳。而更令人担忧的是，与二氧化碳相比，甲烷在吸附热量的能力上更强，其增温潜势（GWP）更大。20年内的全球GWP是二氧化碳的84倍，100年内的全球GWP是二氧化碳的28倍。因此，降低甲烷排放对于应对全球气候变化挑战具有极大的价值。
我国高度重视甲烷控排工作，2007年我国制定的《中国应对气候变化国家方案》提出控制甲烷排放相关要求；“十二五”和“十三五”的控制温室气体排放工作方案中均提出控制甲烷等非二氧化碳温室气体相关措施；“十四五”规划和《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》等文件均对甲烷管控做出要求。
2023年11月7日，《甲烷排放控制行动方案》经国务院同意，并由生态环境部联合有关部门对外公开发布。新编制并发布《甲烷排放控制行动方案》是落实党中央、国务院决策部署的重要举措，是推动我国高质量发展、推进减污降碳协同增效的内在要求，是我国积极应对气候变化的自主行动，也是对全球气候治理的积极贡献。
近年来，我国在甲烷资源化利用方面取得一定成效，但甲烷排放控制仍然面临统计监测基础较为薄弱、法规标准体系尚不完备等问题，技术和管理能力亟待提高，需要采取更加有力的措施，切实提升甲烷排放统计核算、监测监管等基础能力，全面有序推进甲烷排放控制工作，积极参与应对气候变化全球治理。
随着科技的发展，无人机和甲烷传感器的结合正在改变我们对环境监测的理解和实践。特别是在甲烷排放监测领域，这种创新的应用已经引起了广泛关注。
无人机技术的快速发展使得我们有能力从空中获取详细的环境数据。其灵活性、快速响应和无接触的特性使得无人机成为环境监测的理想工具。特别是在甲烷排放监测中，无人机能够覆盖广阔的区域，且不受地形限制，可以快速获取全面的数据。
与此同时，甲烷传感器也在不断地发展和优化。这种传感器能够准确地检测和测量环境中的甲烷浓度，为我们的环境监测提供了精确的数据。通过将甲烷传感器集成到无人机上，我们可以实现实时、高效的甲烷排放监测。
工采网致力于甲烷监测领域，提供基于催化燃烧式甲烷传感器和非分散红外（NDIR）甲烷传感器等多种原理的产品，这些产品有助于推动减污降碳协同增效，为甲烷排放控制提供有力、有序、有效的支持。
一、催化燃烧式甲烷传感器

1.英国alphasense 催化燃烧式甲烷传感器 (CH4传感器) - CH-A3，CH-A3是利用催化燃烧的热效应原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，当遇到可燃性气体时，可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生燃烧，载体温度就升高，通过它内部的铂丝电阻也相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。
2.日本Figaro 催化燃烧式甲烷传感器 TGS6814 ，TGS6814是催化燃烧式的气体传感器,是TGS6812的升级版本。可以检测100%LEL水平爆炸下限的甲烷气体，亦可以检测H2，此传感器不但具有优异的耐久性与快速响应能力，与此同时,线性输出与输出的高度稳定性也是其主要特征。TGS6814的盖帽内有特殊设计的过滤层，使其对有机蒸汽的交叉灵敏度很低。此外，此传感器对硅化合物的耐受性更佳，更适应恶劣环境。
二、红外（NDIR）甲烷传感器：


1.英国Alphasense 红外甲烷传感器 热电堆探测器 - IRM-AT，IRM-AT是小尺寸红外CH4气体传感器，采用非色散性红外（NDIR）技术来检测气体的，根据不同的气体在不同的浓度下对红外光谱的吸收率不同来检测目标气体的存在和浓度 不易受现场恶劣环境的影响。采用了双通道采样技术，可以自我抑制零点漂移。具有标定周期长、抗干扰能力强、高精度、高可靠性和使用寿命长等特点。
2.英国Clairair 高分辨率红外甲烷传感器（NDIR CH4传感器） Prime1，Prime1 传感器利用 NDIR 技术检测气体浓度。传感器内部有一个红外光源，一个双元件红外探测器，一个独特的光波导让气体扩散进去， ARM7 内核微处理器，电路提供的输出电压与电源极性无关。传感器可以设置为线性电压输出，全量程 0.4V-2.0V 参考供电电源负极，或者设置为催化燃烧格式输出，通常零点时是中间电压，相对于检测管脚在满量程点的电压是 100mV。此外，通过串口连接可以读取输出值和访问内部配置。通信连接点在 3 系的 Prime1 上是焊盘，在 5 系的 Prime1 上是管脚。内部的集成电路可以实现的功能如驱动光器件，提取检测信号，把信号强度转化为浓度，进行温度补偿和量化输出值等。在催化燃烧配置时，Prime1 可以在满足电源供电要求的条件下，不改变电路并完全替代催化燃烧传感器。当 Prime 1 用于恒流催化燃烧电路时，外围元件则需要满足电源的要求。Prime1 目前没有过防爆认证，所以如果用于危险区域，必须加防爆密封外壳。0.01%的高分辨率，量程为 0-10%Vol；0.1%分辨率，量程为 10-100%Vol。
3.英国GSS NDIR CH4传感器FlameIR-ME1
FlameIR®-ME1是一款超低功率的 NDIR CH4传感器，采用先进的固态LED光学技术
FlameIR®-ME1校正浓度高达0-5%甲烷 (100% LEL)
FlameIR®-ME1平均消耗 ~3.6mW （在缩短采样周期时更低），使其与电源供电或可穿戴应用兼容
The FlameIR®-ME1 在传感器满量程内的读数精度通常高于 0.01% + 3%
The FlameIR®-ME1 内置零点跟踪功能，可在产品使用寿命内保持 CH4测量精度
FlameIR®-ME1将通过本质安全认证，符合 ATEX II GD Ex ia IIC T4 Gb。
ISweek工釆网作为国内领先的传感器及仪器仪表的工业品采购交易服务平台，为顺应市场发展需求，汇集了来自全球的高品质工业科技传感器产品，致力于为全球工业科技产品的采购商，供应商，贸易商，生产制造商提供全产业链的一站式产品销售和采购服务。
工采网的技术部门由经验丰富且合格的FAE技术工程师组成，由原厂直接培训和技术指导。他们与客户广泛合作，推荐合适传感器以确保满足企业客户的要求，为客户提供全面的应用和技术支持。想了解更多甲烷传感器产品资料及应用，请咨询工采网在线技术工程师。