近日，瑞士電子與微技術(shù)中心(CSEM)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型氣體傳感器，該傳感器體積小巧輕便，足以通過(guò)一個(gè)小型飛行器監(jiān)測(cè)船舶尾氣排放。且，已開(kāi)展的首次對(duì)郵輪進(jìn)行實(shí)時(shí)甲烷監(jiān)測(cè)被證明是成功的。
該設(shè)備使用中紅外超連續(xù)譜氣體光譜儀同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)移動(dòng)船舶尾氣中的甲烷（一種強(qiáng)溫室氣體）和水蒸氣濃度。這可以幫助政府和行業(yè)了解船舶甲烷污染的范圍，并可能為減少這些排放的新方法提供信息。
該中心開(kāi)發(fā)的傳感器依賴(lài)于一種新型空間相干中紅外光源，在電磁光譜區(qū)域，其中幾種污染物可以通過(guò)吸收光譜法檢測(cè)到。我們的系統(tǒng)可以同時(shí)測(cè)量多種氣體，但在本演示中，我們特別研究了不同來(lái)源的甲烷排放，來(lái)自CSEM的S.Chin稱(chēng)道。
如前所述，光譜儀通過(guò)應(yīng)用光源并測(cè)量光如何與被測(cè)物體相互作用來(lái)測(cè)量氣體或物質(zhì)的化學(xué)成分。對(duì)于這項(xiàng)新工作，研究人員利用寬帶高亮度光源的最新進(jìn)展開(kāi)發(fā)了一種光譜儀，可以有效測(cè)量空氣中甲烷和其他氣體的化學(xué)紋理。
這種效率為新型光譜儀提供了高靈敏度，使其能夠可靠地區(qū)分甲烷和其他成分，并測(cè)量濃度低于百萬(wàn)分之2(ppm)的正常背景水平的甲烷。
這項(xiàng)技術(shù)最令人感興趣的是寬帶超連續(xù)譜光源。由于其空間相干特性，它可以與樣品氣體混合物有很長(zhǎng)的相互作用長(zhǎng)度，從而將檢測(cè)限降低到痕量。
同時(shí)，它的大光譜覆蓋范圍允許研究人員在單個(gè)設(shè)備中同時(shí)檢測(cè)多種氣體，并通過(guò)檢查測(cè)量的吸收光譜來(lái)避免測(cè)量偽影。
大約1秒的刷新率使其成為與機(jī)載應(yīng)用兼容的快速探測(cè)器。這就像擁有一把瑞士軍刀：它在一個(gè)設(shè)備中取代了一系列單組分氣體探測(cè)器。
為了測(cè)試該光譜儀在飛行器中的使用情況，研究人員首先將該設(shè)備安裝在Zeppelin飛艇上，并在距離地面4米的儲(chǔ)瓶模擬甲烷泄漏附近飛行。當(dāng)Zeppelin飛艇在甲烷源附近飛行時(shí)，光譜儀檢測(cè)到甲烷升高，并在它飛離泄漏處時(shí)記錄到背景水平下降。
研究人員也將光譜儀安裝在一架直升機(jī)上，該直升機(jī)在沿著丹麥和瑞典之間的卡特加特海峽巡航的船只后面飛行。在該測(cè)試中，該設(shè)備成功且可重復(fù)地測(cè)量了來(lái)自幾艘船的大約20 ppm的甲烷排放水平，所有這些船都由LNG提供動(dòng)力。該傳感器的測(cè)量結(jié)果與用作參考的商用甲烷傳感器的測(cè)量結(jié)果一致。該中心現(xiàn)在正致力于將超連續(xù)譜的光譜覆蓋范圍增加到10μm，以擴(kuò)大系統(tǒng)可以測(cè)量的氣體列表。挑戰(zhàn)之一是需要加強(qiáng)光源。
