Back to search

PETROMAKS2-Stort program petroleum

OPG11 optics

Alternative title: OPG11 optikk

Awarded: NOK 7.8 mill.

For optical gas detection two types of detectors dominate: Point Gas Detectors and Open Path Gas Detectors. Point Detectors measures the gas that reaches the detection point of the detector and must therefore be close to the leak point, and positioned correct relative to the wind direction. Open Path Detectors consists of one unit that is emitting light and another unit that measures the light, and these two units can be placed far from each other. These two units can detect gases passing between them. This way, large areas can be "fenced" in with a few Open Path detectors effectively monitoring for gas. Using Point Detectors to monitor such an area would in many situations demand too many detectors. From the economical aspect we would expect Open Path to be more suitable to monitor larger areas, but in reality, Open Path detectors are less used than expected. The feedback from the market is lack of trust in such systems, and fear for false alarms followed by automatic shutdown of the installation. We have developed a Open Path Detection concept that can measure gas and plastic. As a central part of the concept we have developed a tunable optical filter in form of a MEMS chip. This chip is enabling us to scan the optical specter of interest to measure gas and plastics inside the light beam. A new version of the tunable filter chip is now being manufactured. This chip is expected to have improved optical properties and better stability over a larger temperature span. To enable for manufacturing of this chip we have developed several new processing technologies in the Sintef MiNaLab semiconductor manufacturing line. The chip is expected to be ready to be implemented and tested in our concept demonstrator during spring of 2022. Forward we will for the detector concept work on algorithms to separate plastic from actual gas measurements preventing plastic from triggering false gas detection. We will also work on miniaturizing the concept demonstrator to fit inside an explosive proof enclosure.

-

Innen olje og gass-industrien er gasslekkasjer fryktet. Naturgass/biogass består av både eksplosive og giftige gasser, og metan-detektorer eller hydrokarbon-detektorer anvendes for å detektere lekkasjer eller utslipp før konsentrasjonene når eksplosjonsfarlig nivå. Innen optisk gassdeteksjon er det to typer gassdetektorer som dominerer: Punktdetektorer og linjedetektorer. Punktdetektorene måler bare gassen som når frem til detektoren og den må derfor stå nært potensielle lekkasjepunkter og vindretning tatt hensyn til. Linjedetektorer består av en lys emitter (sender) og en lyssensor (mottaker), og disse kan være plassert langt fra hverandre. De vil da detektere gassen som befinner seg mellom disse. På denne måten kan store områder gjerdes inn med noen få linjedetektorer, og en får en effektiv overvåkning av mulige utslipp. Dersom samme område skulle overvåkes med punktdetektorer, ville det vært behov for å installere upraktisk mange punktdetektorer. I teorien skulle da linjedetektorer være bedre egnet enn punktdetektorer for å overvåke områder, men i praksis benyttes linjedetektorer mindre enn forventet. I internasjonale fora sammen med oljeoperatører har det flere ganger vært diskutert hvorfor ikke flere linjedetektorer benyttes. Dette skyldes i hovedsak manglende tillit til eksisterende linjedetektorer, og frykt for falske alarmer og eventuelt automatisk nedstengning. Ved å benytte avansert nano- og materialteknologi integrert på mikroelektromekaniske strukturer (MEMS), vil vi ta fram en ny type linjedetektor som vil løse de største svakhetene med dagens linjedetektorer. Vi vil kunne redusere antall falske alarmer dramatisk, og linjesensorer vil kunne anvendes på steder der det før ikke var mulig. Dette vil gi økt sikkerhet og vesentlige besparelser for Olje&Gass-industrien, og teknologien kan brukes til å redusere diffuse utslipp og til miljøovervåkning generelt.

Funding scheme:

PETROMAKS2-Stort program petroleum