Känslig och snabb kartläggning av växthusgaser från drönare

Syfte och mål

Vi har utvecklat en väldigt känslig metod för kartläggning av växthusgasen metan från drönare där koncentrationer kan mätas med en noggrannhet på 1 ppb (parts-per-billion). Detta i kombination med att vindhastighet och vindriktning görs in-situ på drönaren (på en hög kolfiberstav med en vindmätare monterad tillräckligt långt från drönarens propellrar). Man når på detta sätt samma känslighet som tidigare bara har uppnåtts i lab-miljöer med instrument som väger 10-tals kg. Mätningar kan göras av svåråtkomliga utsläpp i komplexa industrilandskap och stora ytor kan kartläggas.

Resultat och förväntade effekter

Tester av kontrollerade metanutsläpp har visat att den höga känsligheten uppnås i praktiken och att metoden är robust då den inte påverkas nämnvärt av vattenånga. Metanflöden beräknas från massbalans genom att flyga fram och tillbaks över en yta vinkelrätt mot vinden. En mängd parametrar loggas; där de viktigaste är metankoncentration, vindhastighet och vindriktning. Dessa skickas också i realtid till en laptop på marknivån för att beslut ska kunna tas innan en kartläggning börjar och för att upptäcka okända utsläpp.

Upplägg och genomförande

Vi började projektet med att undersöka olika metansensorer; deras känslighet, responstid, och påverkan från andra parametrar som vattenånga och temperatur. Den valda sensorn väger 1.4 kg och integrerades tillsammans med andra sensorer och en datalogger och sändare på en DJI Matrice 210 som kan lyfta över 2 kg last. Vi har sedan utvecklat en metod för hur mätningarna ska utföras och utsläpp beräknas. En viktig del av lösningen är att vindhastigheter mäts på drönaren istället för på marknivån. Vi har gjort många optimeringar av systemet och visualisering i realtid.