Araçla Bağlı Spektroskopi Sistemi, Metanı Gerçek Zamanlı Olarak Tespit Ediyor

Araç Üzerindeki Spektroskopi Sistemi, Metanı Gerçek Zamanlı Olarak Tespit Ediyor

Araştırmacılar, metanı güvenilir bir şekilde tespit edebilen ve aynı zamanda hareket halindeyken de çalışabilen araç üzerine monte edilmiş bir spektroskopi sistemi geliştirdiler. Bu sistem, doğal gaz altyapısı, çiftlikler, depolama alanları ve kömür madenlerinden yayılan metan emisyonlarını daha kolay tespit etmeyi sağlayabilir.

“Çift frekanslı spektroskopi, birden fazla gazı aynı anda yüksek hassasiyetle ölçebilir, ancak çevresel gürültüye duyarlıdır ve bu da performansını düşürebilir. Çalışmamız, bu önemli sorunu ele alıyor ve çözüyor,” diyor araştırma ekibinin lideri Wenxue Li. “Donanımlı araçlar, yerel sokaklarda gece gündüz devriye gezebilir. Yeraltı doğal gaz boru hattında bir sızıntı varsa, sistem gazın konsantrasyonunu ölçebilir, GPS koordinatlarını kaydedebilir ve bakım ekiplerini bilgilendirebilir.”

“Optics Express” dergisinde yayınlanan araştırmada, orta kızılötesi çift frekanslı spektroskopiye dayalı yeni araç monteli sistem tanımlanıyor. Araştırmacılar, simüle edilmiş doğal gaz sızıntılarını tespit edebildiğini ve farklı açık alanlarda ve yol ortamlarında gaz dağılım haritaları oluşturabildiklerini gösteriyorlar.

Li, “Bu teknoloji, şehirlerin ve endüstrilerin zorlu koşullardaki sera gazı emisyonlarını ölçmelerine yardımcı olabilir ve emisyon azaltma politikalarını destekleyecek veriler sağlayabilir,” diyor. “Daha doğru sızıntı tespiti, hedefli onarımlara olanak tanıyarak kaynak israfını azaltabilir ve yakındaki sakinler için hava kalitesini iyileştirebilir. Ayrıca bu teknoloji insansız hava araçlarına entegre edilerek, ulaşılması zor alanlarda da metan tespitine olanak sağlayabilir.”

Sistemin geliştirilmesi sırasında, frekanslı ışık kaynakları özel olarak tasarlanmış titreşimlere dayanıklı fiber lazerlerle üretildi. Ayrıca, iki frekanslı ışık kaynağının doğal olarak senkronize kalmasını sağlayan bir yöntem geliştirildi, böylece karmaşık donanımlara ihtiyaç duyulmadan faz senkronizasyonu sağlanabiliyor.

Sistemin hassasiyetini artırmak için, 25 metrelik etkili bir yoldan hava çekilen kompakt bir açık yol gaz hücresi kullanıldı. Bu sayede sistemin duyarlılığı artırıldı.

Testler sırasında, sistem laboratuvar koşullarına yakın doğrulukla çalıştı ve hem atmosferdeki arka plan konsantrasyonlarını hem de kontrollü sızıntılardan kaynaklanan yüksek konsantrasyonlu gazları tespit edebildi.

Araştırmacılar, performansı artırmak için spektral kapsamı genişleterek birden fazla iz gazın aynı anda tespit edilmesini sağlamayı ve uzun süre boyunca arka plan kaymalarını azaltmayı planlıyorlar. Ayrıca, sistemi daha küçük, hafif ve uygun maliyetli hale getirmek için otomatik analiz yazılımları geliştirecekler ve insansız hava araçlarına entegre etmeyi hedefleyecekler.