瑞士开发出测量船舶尾气甲烷含量的新装置
作者： 发布时间：2021年07月28日 浏览量：396 字体大小： A+ A-
近日，瑞士电子与微技术中心 (CSEM) 的研究人员开发了一种新型气体传感器，该传感器体积小巧轻便，足以通过一个小型飞行器监测船舶尾气排放。且，已开展的首次对邮轮进行实时甲烷监测被证明是成功的。
该设备使用中红外超连续谱气体光谱仪同时实时监测移动船舶尾气中的甲烷（一种强温室气体）和水蒸气浓度。这可以帮助政府和行业了解船舶甲烷污染的范围，并可能为减少这些排放的新方法提供信息。
该中心开发的传感器依赖于一种新型空间相干中红外光源，在电磁光谱区域，其中几种污染物可以通过吸收光谱法检测到。我们的系统可以同时测量多种气体，但在本演示中，我们特别研究了不同来源的甲烷排放，来自 CSEM 的S. Chin 称道。
如前所述，光谱仪通过应用光源并测量光如何与被测物体相互作用来测量气体或物质的化学成分。对于这项新工作，研究人员利用宽带高亮度光源的最新进展开发了一种光谱仪，可以有效测量空气中甲烷和其他气体的化学纹理。
这种效率为新型光谱仪提供了高灵敏度，使其能够可靠地区分甲烷和其他成分，并测量浓度低于百万分之 2 (ppm) 的正常背景水平的甲烷。
这项技术最令人感兴趣的是宽带超连续谱光源。由于其空间相干特性，它可以与样品气体混合物有很长的相互作用长度，从而将检测限降低到痕量。
同时，它的大光谱覆盖范围允许研究人员在单个设备中同时检测多种气体，并通过检查测量的吸收光谱来避免测量伪影。
大约 1 秒的刷新率使其成为与机载应用兼容的快速探测器。这就像拥有一把瑞士军刀：它在一个设备中取代了一系列单组分气体探测器。
为了测试该光谱仪在飞行器中的使用情况，研究人员首先将该设备安装在 Zeppelin 飞艇上，并在距离地面4 米的储瓶模拟甲烷泄漏附近飞行。当Zeppelin飞艇在甲烷源附近飞行时，光谱仪检测到甲烷升高，并在它飞离泄漏处时记录到背景水平下降。
研究人员也将光谱仪安装在一架直升机上，该直升机在沿着丹麦和瑞典之间的卡特加特海峡巡航的船只后面飞行。在该测试中，该设备成功且可重复地测量了来自几艘船的大约 20 ppm 的甲烷排放水平，所有这些船都由 LNG 提供动力。该传感器的测量结果与用作参考的商用甲烷传感器的测量结果一致。该中心现在正致力于将超连续谱的光谱覆盖范围增加到 10 µm，以扩大系统可以测量的气体列表。挑战之一是需要加强光源。
来源：沃燊海事
