8月31日消息,，檢測海洋甲烷和碳?xì)浠衔锼绞切乱淮统杀竟饫w同位素探測器的目標(biāo),，這也是英國南安普頓大學(xué)光電子研究中心的一個(gè)著名研究項(xiàng)目,。

由英國南安普頓大學(xué)光電子研究中心Rand Ismaeel博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)將用英國皇家工程院（Royal Academy of Engineering）提供的五年期研究獎(jiǎng)學(xué)金開發(fā)用于微型水下自動(dòng)機(jī)器人（Autonomous Underwater Vehicles,，以下簡稱：AUVs）的傳感器,。

甲烷是一種溫室效應(yīng)性能很強(qiáng)的氣體，以水合物的形式大量存在于海底的冰狀倉庫,。光電子研究中心成員評論說：“海洋溫度升高會(huì)導(dǎo)致這些水合物分解并向大氣釋放出封存多年的甲烷,，從而加劇溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球變暖,?！?/p>

評估甲烷的轉(zhuǎn)化程度

光電子研究中心、英國國家海洋學(xué)中心（National Oceanography Centre, NOC）,、Planet Ocean和法國里昂大學(xué)（Université de Lyon）的聯(lián)合項(xiàng)目旨在提供一種高效且經(jīng)濟(jì)的技術(shù),，以了解甲烷在不同深度和溫度下的轉(zhuǎn)化程度,，以及在大氣中的排放模式。除了獲得甲烷分布圖外,，該研究項(xiàng)目還將設(shè)計(jì)光學(xué)傳感器,，為石油管道故障提供有效的早期預(yù)警系統(tǒng)，減輕災(zāi)難和嚴(yán)重的環(huán)境影響,。

Ismaeel博士評論說：“這項(xiàng)研究項(xiàng)目改變了笨重,、可靠性低且昂貴的海洋碳?xì)浠衔餀z測技術(shù)現(xiàn)狀，帶來了適用于低成本海洋勘測的新一代海洋光子傳感器,。通過引入該類智能工具,，將有可能徹底改變石油和天然氣公司執(zhí)行管道檢查的方式，或許將出臺新的政策及法規(guī),，強(qiáng)制石油和天然氣公司執(zhí)行相關(guān)檢查并提高檢查頻率,。”

“這些新傳感器獲取有關(guān)海洋甲烷生命周期的重要原始數(shù)據(jù),，將提供有關(guān)甲烷、甲烷水合物與全球變暖之間相互作用的新見解,。至關(guān)重要的是,，我們必須提供最新的科學(xué)進(jìn)展來幫助應(yīng)對此類全球性挑戰(zhàn)?！?/p>

改進(jìn)傳統(tǒng)方法

市售的甲烷和碳?xì)浠衔飩鞲衅骶趶乃刑崛〉臍怏w,，響應(yīng)時(shí)間和選擇性都會(huì)受到影響。并且也不兼容集成到AUVs中,，需要固定安裝在大型航行器或滑翔機(jī)上,。

新型探測器將首次實(shí)現(xiàn)了無需轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，在近紅外光譜測量和區(qū)分溶解在海洋中的碳?xì)浠衔?。該探測器將被設(shè)計(jì)得緊湊,、高效和低功耗，以匹配水下自動(dòng)機(jī)器人ecoSUB的鼻子,，這是Planet Ocean的一部分,。Ismaeel博士將與Planet Ocean的項(xiàng)目合作伙伴密切合作，將光纖傳感器無縫集成到水下航行器,。

這種高效設(shè)計(jì)采用了Ismaeel博士在光電子研究中心博士及博士后期間研究的光循環(huán)技術(shù),。幾何體中的光將在光纖中來回循環(huán)，并在與目標(biāo)分子吸收的波長相匹配的特定波長下發(fā)生共振,。

為了進(jìn)一步提高對甲烷的甄別能力,，光電子研究中心將與里昂大學(xué)及挪威北極圈大學(xué)（Arctic University of Norway）合作開發(fā)選擇層。該項(xiàng)目將多參數(shù)V-lux熒光計(jì)集成到由項(xiàng)目合作伙伴Chelsea Technologies Group開發(fā)并提供實(shí)物的水下自動(dòng)機(jī)器人ecoSUB中,。

傳感器性能測試將在英國國家海洋學(xué)中心的世界級壓力和環(huán)境測試設(shè)施中進(jìn)行,，承受水下6000米的壓力,，溫度為2°C，光電子研究中心與Blue Ocean Monitoring,、石油和天然氣公司合作進(jìn)行管道檢查的現(xiàn)場測試,。

來源：MEMS