都市ガスのスマート保安のための車載型レーザーガス漏えい検査システムの開発

智慧城市燃气安全车载激光燃气泄漏检测系统的开发

• 批准号: 22K04644
• 负责人: 由井 四海
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institute of Technology, Toyama College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04644/
• 关键词: ガス漏えい検査; レーザーガス計測; スマート保安; レーザー分光法

現在主流のリモート型漏えい検査システムは感度が低いことから、利用する際の速度が人の歩く速さ(4km/h)に限られ、総延長26万kmの配管を検査することができない。そこで、自動車に搭載することを前提としたシステムを考える。感度の低いことが車載型の開発を阻んできたため、ここでは複合的なアプローチで高感度化を図ることを研究の目的とする。本年度は、高感度化の最初の手法として、変換効率などの光源特性に合わせて、最適な光源波長と強いガス吸収線の組み合わせを選択するための実験を行った。3.2μ帯に位置するメタンの吸収線を測定対象とするが、この波長帯には十数本の吸収線が含まれている。その中から、波長変換素子での変換効率、隣接する吸収線との干渉、レーザーの発振特性などを考慮して吸収線を選択した。最初に光源システムの構築を行い、その特性の評価を行った。光源システムはこれまでの研究で使用したものを用いており、今回は強度一定のままレーザー波長を掃引する制御方法を新たに開発した。この光源を利用し、大気圧下において燃焼（爆発）下限界以下の濃度のメタンの吸収を測定した結果、吸収波長と強度について、これまでに報告されている吸収実験やHITRANデータベースの値とのよい一致が確認された。また、これらの実験過程でガスセルにおいて生じていると考えられる干渉ノイズが見られ、システム全体での測定感度への影響について検証する必要があることがわかった。これらの実験で得られた諸条件は次年度以降に予定されている研究の基礎的なデータとして利用される。

At present, the sensitivity of the main flow type leakage detection system is low, the speed of the utilization time is limited to the speed of the person (4km/h), and the pipe detection of the total extension of 260,000 km is limited. The vehicle is equipped with the following conditions: The purpose of this study is to improve the sensitivity of the vehicle. This year, the initial method of high sensitivity, conversion efficiency, combination of light source characteristics, optimum light source wavelength, intensity, absorption line combination, and selection of light source characteristics were carried out. 3.2μ band position of the absorption line measurement image, this wavelength band of the absorption line is contained in a dozen. The absorption line is selected by considering the interference and transmission characteristics of the wavelength converter, the conversion efficiency of the wavelength converter, and the adjacent absorption line. The initial light source system construction, system characteristics evaluation A new method of controlling the wavelength of light source is developed. The absorption measurement results, absorption wavelength and intensity under the limits of combustion (explosion) under high pressure and light source utilization are consistent with each other. In the process of measurement, the sensitivity of the whole system is measured and the necessary evidence is obtained. The conditions for the implementation of this policy are determined in the next year, and the basis for the study is determined in the next year.

项目成果

ガス検出における中赤外レーザーの連続波長掃引制御

气体检测中中红外激光器的连续波长扫描控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Hajime Shirozu;Koji Asai;山本 晴彦;山元 樹，石黒 農，水本 巌，由井 四海
• 通讯作者: 山元 樹，石黒 農，水本 巌，由井 四海