随着城市燃气的发展，燃气设施已经普及各大中小城市。由于燃气使用用户大幅增加和长时间使用燃气设备，必定会存在一些安全隐患。城镇供应属于高危行业，担负着重大的安全责任。天然气新闻报道上燃气事故经常发生生活周围，从总体发生事故率还是极低，但是，一但发生事故，不仅是在经济方面重大损失，更对群众生命安全造成威胁。

文｜王喆 等 

从发生事故种类来分析，天然气泄漏造成的事故比列占很大一部分，如何准确检测天然气泄漏问题引起国内安全部门高度重视。深入研究天然气使用过程中存在的安全隐患，特别是在天然气发生泄漏的原因分析，将天然气泄漏危害降低到最低。

一、天然气泄漏检测技术

天然气化学性质属于易燃易爆的气体，且沸点低和气体相对密度比空气小。天然气的主要成分是甲烷 CH4 等有机化合物构成。因此，对天然气泄漏检测根据原理可以分为两类：第一类对甲烷气体检测。第二类对天然气管道检测。目前，检测甲烷的方法主要有光纤吸收法、光干涉法。天然气管道检测方法主要有声波检测方法等、管内智能检测方法等等。

（一）光干涉法

光干涉法传感器是根据等厚涉法的测量原理制备而成。

1930 年，当时的日本科学家研制出了世界上第一台检测仪器， 其中的原理是光通过气体介质的折射率改变和气体密度紧密相连，空气室和甲烷室都充满等量新鲜空气产生不同条纹，根据这个标准，一旦天然气管道发生泄漏事故，空气中的甲烷含量上升，空气密度的改变进而影响折射率的变化，最终的结果是条纹发生变化，这一切可以通过目镜发现。随着科技的进步， 智能化检测仪器通过传感器传入道信号处理模块，可以实现目标达成，取代较落后的检测方式。

该检测方法优势主要包括使用寿命长，检测精度高，缺点主要操作复杂，适用面较窄，根据现场环境容易对测量结果造成误差。

（二）光纤吸收法

与世界发达国家相比，我国在光纤吸收法的研究和应用方面较为落后。在这些检测方法中，光纤吸收法甲烷检测仪是应用最多、也是最普遍的检测仪器。这个仪器的利用  Beer-Lambert 原理对甲烷进行精确的检测。长距离光纤进行大气污染的检测时 1979 年提出的，对甲烷进行在线检测，可检测到的甲烷体积分数下限为甲烷爆炸下限的 25％。T.Nakaya 等人于 2000 年以波长为 1.66×10-12m 的激光器为光源，可以对空气中甲烷体积分数进行较为全面和精确的检测。

（三）新型燃气管道泄漏检测技术

上面以上两种方法均较为传统，操作简单使用成本较低， 但是随着科技在进步，管线设计较为复杂，人们对检测要求更 加严格。

声波检测方法。当天然气管道发生泄漏时，管道振动产生频率在 20Hz，一般利用频率探测器进行检测。先通过专业对天然气泄漏点进行准确定位。其中一种叫做负压法的检测技术，该方法利用设备中压力传感器检测天然气管道发生泄漏时管道振动产生频率判断是否存在泄漏，若检测到声波不正常， 探测仪器发生报警。

管内智能检测方法。智能清管器开始运用于燃气管道内部情况的实时检测作业中，通过采用声辐射和压差法来来检测管道的泄露。这种检测方法能够实现对泄露点的精确定位，而且应用的范围相当广泛，应用前景较广阔。测量结果可为管道的检查和运行维修计划提供重要的参考输入信息，尤其是，这个测量结果可以对管道的运行状况以及超限额输送的情况提供 一个数据库，这将会有助于技术人员确定在什么时候需要进行费用较高的和专家级别的检查。

（四）甲烷检测的其他方法

1、容积式甲烷测定法

此检测测定法是有主要原理依据的，甲烷在催化元件上进行燃烧，然后通过燃烧室容积的变化进而检测出甲烷的体积分数。容积式甲烷测定法测定的结果是有科学依据的，其结果是非常具有权威性的。---- 误差小、结果精确。但是在具体的需求中，操作时间非常长，内部的结构比较负责。这就决定了其操作麻烦，这些缺点都是显而易见的。

2、压力式甲烷测定法

该法利用甲烷在催化元件上燃烧而引起的燃烧室压力变化来检测甲烷的体积分数。与容积式甲烷测定法相比，压力式甲烷测定仪本身具有的特点非常鲜明。最为显著的就是结构非常简单，便于操作。但是在具体的测定过程中，误差大，测量机精度低也使其缺点暴露的很明显。

3、甲烷检定灯法

这个测试法主要是根据甲烷燃烧的火焰的长度来进行测定的。优点是能在缺氧状态下测量甲烷体积分数，这类仪器的结构相比较而言是非常简单的。可是误差大，测量结果不够精确也是其难以逾越的问题。不能测高体积分数的甲烷，况且其安全性能不是非常优秀，工作人员在具体的操作过程中稍有不慎欧哲操作不当就会引起爆炸，由此可见其安全性能是比较让人担忧的。

4、密度差式甲烷测定法

该法利用甲烷与空气的密度差产生的回转翼角速度 ( 本文中指甲烷气体以回转半径每秒扫过的角度 ) 的变化来测量甲烷体积分数。此测定法具有结构简单而且牢固的优点。安全性能较高，但是其体积过大，不易于安放和懈怠，同时，其检测精确度误差较大也是其较为明显的缺点。

5、热导式测定法

这个测定法的原理是利用甲烷体积分数变化所引起的相对空气热导率的变化规律来测定甲烷体积分数。但是这种方法在检测低体积分数的甲烷时精度较低，并且在检测时比较容易受到气体纯度的影响。

二、发展趋势

用智能探测直观显示管段是否存在泄漏是当全球技术研究重点方向。通过超声波技术利用频率探测器进行检测，能够快速满足要求。而采用漏磁技术相比超声波技术更难实现，这是由漏磁检测技术原理决定的。

光纤吸收法和光干涉法由于不稳定性受外界环境影响较大，一般使用在大型天然气存储设备中检测是否存在泄漏，漏磁检测器未来发展前景主要有两个方面：首先是在探测器的探头方面控制好探头的精度和探头的数量，以此来保证采集数据的精确。再者是根据与数据进行精确的分析同时提高自动化的水平，能醉倒限度的描绘出管道的真是境况。其中最重要的是需要在漏磁与缺陷的对应关系数学模型的研究上不断做出努力。

总结

天然气泄露检测及时发展以及应用对我国天然气的安全使用具有非常大的作用。其中的甲烷检测技术中，因受到外界环境影响，具有非常大的不稳定性，其主要手段较为单一。随着智能化探测器的投入使用，尤其是内检测技术的快速发展， 在国内的施工和使用得到广泛应用。