Nella spettrometria laser attiva a infrarossi, un raggio laser (laser di misura) viene allineato con una struttura da ispezionare e la porzione riflessa del raggio laser viene valutata. In uno speciale intervallo di lunghezze d’onda di circa 1,635 µm, la presenza di metano modifica l’energia e questo può essere rilevato e valutato.
Per il funzionamento è necessario che il raggio laser possa essere riflesso. Poiché non tutti i materiali riflettono bene la luce laser, gli strumenti di misurazione monitorano la qualità della riflessione e segnalano le condizioni inadeguate.
Ci sono molti elementi da considerare per l’operazione.
Non si misura la concentrazione ppm come di consueto, ma la lunghezza di concentrazione ppm x m!
Immaginate ogni molecola di metano che smorza il raggio laser. È irrilevante la distribuzione delle molecole di metano nel percorso del raggio laser. 1.000 molecole di gas densamente compresse all’estremità del percorso del raggio laser producono la stessa attenuazione di 1.000 molecole di gas distribuite sull’intero percorso. Una visualizzazione di 10.000 ppm x m può essere una nube di gas con una lunghezza di 1 m e una concentrazione di 10.000 ppm, o una nube di 10 m con una concentrazione di 1.000 ppm. Il display è altrettanto grande con una nuvola di 100.000 ppm lunga 0,1 metri.
In base alla nostra esperienza, gli strumenti di misura laser attivi per il rilevamento a distanza del metano sono utili solo in pochi casi per l’ispezione dei gasdotti.
Area di applicazione utile per la spettrometria laser a infrarossi
Per tubazioni del gas difficilmente raggiungibili in edifici, stabilimenti industriali e capannoni, dove i tubi sono spesso fissati al soffitto o al terzo superiore in posizione esposta. In questa situazione, normalmente non ci sono problemi di riflessione del raggio laser e anche la velocità del vento è bassa. Ciò significa che il gas che fuoriesce non viene soffiato via immediatamente e può quindi essere rilevato a una concentrazione significativa. È importante sapere che non vengono ricercati piccoli tassi di perdita, ma si tratta di perdite di gas significative. Questo perché le stanze sono anche più grandi in termini di dimensioni e hanno di conseguenza un ampio volume.
Allo stesso modo, le condutture sui ponti possono essere ispezionate bene se si presta attenzione alla bassa velocità del vento e si tiene d’occhio la qualità della riflessione. Il dispositivo in uso nelle immagini è il nostro rilevatore remoto di perdite di metano ELLI.
Irrilevante in Germania:
negli Stati Uniti e in altri Paesi, questi dispositivi portatili sono utilizzati anche per l’ispezione in superficie di condotte sotterranee. In questo caso, tuttavia, le tubazioni sono spesso posate in modo tale da condurre l’allacciamento all’esterno dell’edificio verso l’alto e questo punto, insieme al regolatore e al contatore, viene controllato durante l’ispezione della rete di tubazioni. Riteniamo che questa sia una perdita di qualità molto grave rispetto all’uso di dispositivi convenzionali con una sonda a tappeto o, se necessario, con una sonda a campana.
Il gas in uscita presenta solo basse concentrazioni in superficie. Lo spessore dello strato di gas è molto basso. Ciò significa che sono disponibili solo piccole concentrazioni ppm x m. Tuttavia, la fuoriuscita di gas dagli edifici rappresenta un rischio elevato. E piccole concentrazioni di ppm x m in superficie non significano che non ci sia pericolo nel terreno. In questo caso possono verificarsi danni all’allacciamento dell’abitazione con notevoli perdite di gas.
Siamo molto chiari! Per noi l’esame di un collegamento domestico non accessibile con uno strumento di misurazione laser non significa in ogni caso che questo collegamento domestico sia sicuro.
Nel caso di fughe di gas, si riscontrano ripetutamente letture di pochi ppm in superficie. E questi non possono essere trovati con il telerilevamento laser attivo.
Il metodo più sicuro al momento è quello di percorrere la traccia con una sonda a tappeto e uno strumento di misurazione collegato, che aspira il campione e visualizza le minime tracce di gas in ppm. Quanto più rapida è la risposta dello strumento di misura (tempo T90), tanto migliori sono le letture.