Trong lĩnh vực kiểm tra an toàn khí đốt, giám sát chính xác, nhanh chóng và an toàn rò rỉ metan là nhu cầu cốt lõi để đảm bảo an toàn công cộng. Máy phát hiện khí di động truyền thống vì cần tiếp xúc gần gũi với môi trường phát hiện, có những hạn chế rõ ràng trong các tình huống đặc biệt như đường ống trên không và không gian hẹp, khó có thể cân nhắc hiệu quả phát hiện và an toàn của nhân viên. Dựa trên công nghệ quang phổ hấp thụ laser diode có thể điều chỉnh (TDLAS), máy đo từ xa laser metan phá vỡ giới hạn không gian của chế độ phát hiện truyền thống và đạt được giám sát không tiếp xúc từ xa của khí metan. Nguyên tắc làm việc của nó được xây dựng xung quanh một quy trình vòng kín phát xạ laser, hấp thụ khí, nhận tín hiệu và phân tích dữ liệu. Bằng cách nắm bắt chính xác tín hiệu hấp thụ phổ đặc trưng của khí metan, kết hợp với thuật toán tối ưu hóa để đạt được phân tích định lượng nồng độ rò rỉ, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật hiệu quả và an toàn cho tuần tra khí.

Cơ sở công nghệ cốt lõi: Phù hợp nguyên tắc của công nghệ quang phổ hấp thụ laser diode điều chỉnh (TDLAS). Logic cốt lõi của công nghệ này là sử dụng các đặc tính hấp thụ chọn lọc của các phân tử khí đối với laser bước sóng cụ thể để thực hiện phát hiện khí, lợi thế chính là khả năng điều chỉnh chính xác và đơn sắc cao của bước sóng laser. Khí metan có đỉnh hấp thụ mạnh đặc trưng gần 1653nm trong dải hồng ngoại gần và không có đỉnh hấp thụ mạnh của các khí thông thường khác gần dải này, một đặc tính phổ cung cấp cơ sở tự nhiên để phát hiện khí metan cụ thể. Máy đo từ xa laser metan bằng cách tích hợp laser diode có thể điều chỉnh với bước sóng cụ thể, có thể sản xuất chính xác chùm tia laser phù hợp với đỉnh hấp thụ đặc trưng metan, đảm bảo chỉ phản ứng với khí metan, tránh nhiễu chéo của các khí khác như hơi nước và khí thải ô tô ở cấp độ nguyên tắc, cung cấp hỗ trợ cốt lõi cho độ chính xác của phát hiện.

Closed-loop workflow: Phân tích liên kết đầy đủ từ phát xạ laser đến đầu ra nồng độ. Quá trình làm việc của thiết bị có thể được chia thành bốn liên kết cốt lõi là phát laser, truyền chùm tia và hành động khí, nhận tín hiệu và xử lý dữ liệu. Đầu tiên, điều khiển laser diode có thể điều chỉnh được bằng mô-đun truyền động tích hợp của thiết bị, phát ra chùm tia laser có bước sóng cụ thể (gần 1653nm), đồng thời đảm bảo chùm tia laser được chỉ chính xác vào khu vực phát hiện với sự trợ giúp của việc chỉ định vị trí nhắm mục tiêu hỗ trợ laser. Sau đó, chùm tia laser xuyên qua không gian cần phát hiện (ví dụ phía trên đường ống, chu vi của không gian hẹp, v.v.), nếu không gian này có rò rỉ metan, một phần năng lượng laser sẽ được hấp thụ có chọn lọc bởi các phân tử metan, mức độ hấp thụ có liên quan tích cực đến nồng độ metan và chiều dài cột khí trên đường truyền laser. Phản xạ xảy ra sau khi chùm tia laser không được hấp thụ được bắn vào bề mặt của vật thể mục tiêu và chùm tia phản xạ được chụp bởi bộ thu tích hợp của thiết bị.

Xử lý tín hiệu và đảm bảo độ chính xác: sự cộng tác của công nghệ WMS. Bộ thu chuyển đổi tín hiệu laser phản xạ được chụp thành tín hiệu điện, sau đó được truyền đến mô-đun xử lý dữ liệu lõi. Để tăng thêm độ chính xác của phát hiện, thiết bị tích hợp công nghệ quang phổ điều chế bước sóng (WMS), cho phép tín hiệu hấp thụ khí metan được tăng cường bằng cách điều chế tần số cao bước sóng laser, đồng thời ức chế nhiễu nền và đạt được việc nắm bắt chính xác các tín hiệu rò rỉ nhỏ. Mô-đun xử lý dữ liệu dựa trên định luật Lambert-Beer, kết hợp với các đường cong hiệu chuẩn và thuật toán được thiết lập sẵn, thực hiện các tính toán phân tích của tín hiệu điện và cuối cùng đưa ra giá trị nồng độ của khí metan, đơn vị sử dụng ppm * m (tích độ dài đường dẫn nồng độ), có thể phản ánh trực quan nồng độ tích lũy metan trong khu vực rò rỉ. Toàn bộ quá trình xử lý dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả, kết hợp với thiết kế phát hiện một nút kích hoạt để đạt được đầu ra ngay lập tức của kết quả phát hiện.

Lợi thế kỹ thuật sinh ra từ nguyên lý phù hợp với thiết kế. Dựa trên nguyên tắc làm việc trên, máy đo từ xa laser metan hình thành một số lợi thế kỹ thuật cốt lõi: chế độ phát hiện không tiếp xúc không cần phát hiện nhân viên trong môi trường nguy hiểm, kết hợp với khả năng đo từ xa tầm xa, có thể dễ dàng đối phó với đường ống trên không, không gian hẹp và các tình huống khó tiếp cận khác của nhân viên, từ gốc rễ đảm bảo an toàn tuần tra; Nguyên tắc hấp thụ quang phổ cụ thể đảm bảo rằng thiết bị chỉ đáp ứng với metan, tránh nhiễu chéo và nâng cao độ chính xác của phát hiện; Việc áp dụng công nghệ WMS làm tăng đáng kể độ nhạy của thiết bị và đạt được việc nắm bắt chính xác các rò rỉ nhỏ. Đồng thời, thiết kế nhẹ cầm tay của thiết bị, mô-đun truyền động tiêu thụ điện năng thấp, màn hình LCD màu LCD và các thiết kế cấu trúc và chức năng khác, được triển khai xung quanh nguyên tắc làm việc cốt lõi, trên cơ sở đảm bảo hiệu suất phát hiện, cải thiện khả năng vận hành thuận tiện và độ bền, phù hợp với nhu cầu tuần tra dã ngoại lâu dài. Ngoài ra, sự tích hợp của chức năng tự chẩn đoán và chức năng phát hiện điện để đảm bảo sự ổn định làm việc của thiết bị và độ tin cậy của dữ liệu phát hiện bằng cách theo dõi thời gian thực trạng thái mô-đun cốt lõi như phát xạ laser và nhận tín hiệu.

Nguyên lý làm việc của máy đo từ xa laser methane lấy công nghệ phân tích phổ làm cốt lõi, thông qua điều khiển bước sóng laser chính xác, thu tín hiệu hiệu quả cao và xử lý thuật toán tối ưu, xây dựng một hệ thống giám sát rò rỉ methane từ xa hiệu quả, chính xác và an toàn. Lợi thế cốt lõi của nó là việc sử dụng chính xác các đặc tính phổ đặc trưng của khí mê-tan và sự phối hợp của TDLAS với công nghệ WMS để phá vỡ các giới hạn không gian của các kỹ thuật phát hiện truyền thống và giải quyết các vấn đề nhiễu trong môi trường phức tạp.