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油氣管道甲烷泄漏造成經濟損失與資源浪費，加劇氣候變暖，存在嚴重安全隱患。近日，中國科學院合肥物質科學研究院在甲烷泄漏檢測激光氣云三維成像與泄漏率量化反演技術研究方面取得進展。團隊基于可調諧二極管激光吸收光譜技術，實現了檢測光束“動態掃描”特殊處理，研發出高性能甲烷三維氣云成像遙測系統與泄漏率量化新方法。甲烷成像遙測系統由光收發模塊、硬件電路、自研掃描云臺與上位機四部分組成，采用收發同軸光路設計，提升了開放光路長距離后向散射回波耦合效率，使得光學損耗降低。團隊進一步將掃描獲取的路徑積分濃度數據與風場模擬深度耦合，建立基于通量原理的泄漏率反演算法，為油氣管網甲烷泄漏智能監測與精準減排提供了新的技術路徑。這一系統在重要能源作業區典型場景已完成示范應用。在高溫、高濕、雨霧雪、高風速、強光等復雜環境下，系統均可有效抵御外界干擾，穩定輸出高質量成像與泄漏率精準數據，未出現漏報誤報。對比測試顯示，該系統性能優勢顯著，為泄漏源穩定分析與精準定位奠定了技術基礎，推動泄漏感知從“定性判斷”到“定量、定形、定位”的發展，形成“安全監測無死角、風險預警微感知、運維決策數智化”新型判識閉環。相關研究成果發表在《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。論文鏈接激光甲烷氣云成像傳感器系統結構圖