في السنوات الأخيرة، توسع نطاق تطبيق تقنية الليزر بشكلٍ مستمر. ومن بين هذه التطبيقات، يُعدّ جهاز كشف الميثان بالليزر أداةً شائعة الاستخدام. ويستفيد هذا الجهاز من خصائص الليزر للكشف عن تركيز غاز الميثان وتحديد نقطة التسرب، ويمتاز بمزايا تشمل الحساسية العالية والاستجابة السريعة. كما أن مزايا تركيب جهاز كشف الميثان بالليزر على طائرة درون DJI M350 واضحة جدًّا.
أولًا: المزايا التي تتميز بها طائرة درون DJI Matrice 350 في كشف غاز الميثان بالليزر
وبالمقارنة مع غيرها من تقنيات كشف غاز الميثان، تتميَّز تقنية كشف غاز الميثان بالليزر ومنتجاتها بالمزايا البارزة التالية:
- حساسية عالية: يمكن لأجهزة كشف الميثان بالليزر قياس تركيز غاز الميثان بدقة عند مستويات منخفضة جدًّا، وتصل حساسيتها إلى جزء من البليون (ppb)، ما يلبّي المتطلبات الصارمة لمراقبة البيئة.
- استجابة سريعة: تتميَّز أجهزة كشف الميثان بالليزر بخاصية الاستجابة السريعة، مما يسمح لها بقياس تركيز غاز الميثان خلال جزء من الملي ثانية. وهذا يمكِّن من اكتشاف الحالات الشاذة في الوقت المناسب واتخاذ الإجراءات الملائمة فورًا.
- القياس دون تماس: تعتمد أجهزة كشف الميثان بالليزر على طريقة قياس لا تتطلب تماسًا مباشرًا، فلا حاجة للتلامس مع العينة أو إحداث تفاعلات كيميائية. وبذلك تتجنب المشكلات التي قد تواجه الأجهزة التقليدية مثل التأثر بالتلوث الخارجي أو التلف. فقد تكون تقنيات كشف غاز الميثان التقليدية قادرة فقط على كشف تركيزات منخفضة جدًّا من الغاز أو تركيزات مرتفعة جدًّا منه. لكن العملاء في كثيرٍ من التطبيقات العملية يحتاجون إلى مدى ديناميكي واسع للقياس. ولتحقيق ذلك باستخدام أجهزة الإرسال الكيميائية، يتطلَّب الأمر تركيب أجهزة استشعار ذات نطاقات مختلفة، ما يزيد التكلفة ويُعقِّد الاستخدام. أما أجهزة الاستشعار الليزرية فهي تغطي مدى قياس يتراوح بين ٠ و١٠٠١TP3T VOL، ما يلبي احتياجات الغالبية العظمى من تطبيقات السوق والعملاء.
- مدى الكشف يصل إلى ٣٠٠ متر، ومزوَّدة بكاميرا ضوئية مرئية بدقة ٤K.
ثانيًا: مبدأ كشف غاز الميثان بالليزر
جهاز كشف الميثان بالليزر الخاص بطائرة DJI M350 هو حمولة خفيفة الوزن مخصصة لفحص تسرب الغاز الطبيعي. وتستخدم هذه الحمولة تقنية التحليل الطيفي لامتصاص الليزر ثنائي القطب القابل للضبط (TDLAS) لكشف مكونات غاز الميثان (CH4) في الهواء. وعند دمجها مع أنظمة الطيران الجوي غير المأهولة، تحقِّق هذه الحمولة كشفًا دون تماس. كما تدمج الحمولة كذلك مستشعرات الضوء المرئي وأجهزة قياس المسافات بالليزر، ما يتيح عمليات تفتيش مرئية وتحديدًا دقيقًا في الزمن الحقيقي لإحداثيات نقاط التسرب. وقد أصبح مستشعر كشف غاز الميثان أداة إنتاج آمنة وفعّالة ودقيقة في عملية تفتيش الغاز الطبيعي، مما يقلل بشكلٍ كبيرٍ من عبء العمل الملقى على عاتق فرق التفتيش.
ثالثًا: نطاق تطبيقات أجهزة كشف الميثان بالليزر
- كشف تسرب الغاز في المباني السكنية
- تفقد محطات الغاز الطبيعي
- تفقد خطوط أنابيب الغاز الطبيعي
