近年来,国内外高层建筑和密集楼宇的燃气爆炸事故频发,造成了严重的人员伤亡和财产损失。2024年12月11日,深圳湾的一间高层住宅发生了爆炸,造成1人死亡。这些事故通常由燃气泄漏引发,而传统的燃气泄漏监测方法存在诸多不足。传统方法依赖人工巡查和简单的手持气体检测设备,这些方法效率低下,难以覆盖所有潜在风险点,且容易受到环境因素的干扰,导致监测结果不准确、不及时。

对于密集的高层建筑存在燃气泄漏的隐患,激光燃气巡检是一项可以显著提升检测效率、降低成本的创新技术。激光方案采用了先进的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)和激光遥测技术,能够迅速捕捉燃气中甲烷、乙烷成分的微小泄漏,并发出报警。其检测精度从ppm级(百万分之一)覆盖到了ppb级(十亿分之一),比传统的电化学设备精度提高至少1000倍。特别是近年来随着无人机行业应用和无线信号传输技术的跨越式发展,与之配合的激光监测方案以其高精度、高灵敏度和实时性,在国内外多个案例中,对建筑物的室内燃气泄漏检测体现出巨大优势。
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无人机载激光巡检
激光分析仪可以实现毫秒级、高准确度的燃气监测,而无人机可以从室外到达工作人员难以到达的地方,进行快速、全面的巡检。将超高精度激光甲烷遥测分析仪搭载于无人机飞行平台上,在近五年已广泛用于各种复杂工业场景下的气体泄漏巡检。例如在电力领域,无人机载激光能够获取电力传输管线的三维点云模型数据,实现对巡检路径范围内的目标气体浓度数据全覆盖。在燃气监测中,对于高层建筑和有较大隐患的旧社区,无人机同样能够覆盖大面积区域,特别是及时对无法进入的封闭建筑单位发现泄漏点。

目前无人机载激光巡检,已能够实现在50-200米外对室内低浓度甲烷气体泄漏准确报警,在合规巡检和保证住户隐私不受打扰的情况下,(20米距离透过双层玻璃)实际检测限可达5ppm。在检测效率方面,无人机+激光的检测速度达1000户/天,较人工效率提高超过50倍,也避免了人员进入危险场景的风险。
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便携式手提激光分析仪
如图中展示的手提式激光分析设备便于工作人员携带,对于得到居民反映和已知可能发生泄漏的居住单位,可以快速部署在需要检测的区域,进行快速、精确的采样和气体成分分析。相比于传统的手持电化学设备、红外设备的灵敏度局限性,微量乃至痕量泄漏的气体能够在泄漏发生的瞬间即被检出,并且区分出气体类型和具体浓度值,及时判断是否为燃气泄漏以及是否到达燃爆的风险阈值。


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毫秒级传感+无线传输数据至云平台
将激光吸收光谱技术应用于家庭燃气监测传感器,近年来制造成本大幅降低,可以提供比传统燃气传感器更加精准、可靠、高性价比的实时泄漏安全数据。激光因其良好的选择性,可以迅速分析被测气体特征,并且通过智能算法,自动排除沼气等干扰因素的影响,精准识别燃气泄漏信息,有效避免误报问题。在时效性方面,通过5G、NB-IoT技术可以把隐患预警、燃气泄漏情况、巡检时间以及位置信息等数据,实时传输到管网巡检平台,自动生成巡检报告,实现安全隐患的闭环集中管理。构建燃气安全状态分级管控的数字化、智能化安全管理体系。

破解无人监管建筑的气体燃爆隐患

在国内外的工业安全监测领域,包括闸井、管网、地上燃气场站、石油石化场站,已有众多激光分析设备对于天然气、氢气等监测的成功案例,其中囊括了无人机飞行巡检、巡检车、气体激光雷达、手提式设备和新一代传感器。这些产品互为补充,使气体监测方案能够“上天入地”,防患于未然,成功避免了安全事故的发生。这些案例表明,激光燃气监测技术在提高居民社区燃气管网日常运行的安全性及应急管理方面,具有极大的价值和提升空间。激光技术测得快、测的准、非侵入的巨大优势,可以使燃气泄漏事故的预防和应对更加高效,从“被动应付”向“主动监管”转变,能够为高层建筑燃气安全提供强有力的技术支撑。