elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Methane Release Rate Estimation Using Model-Based Gas Tomography

Schaab, Marius und Wiedemann, Thomas und Hinsen, Patrick und Lilienthal, Achim (2025) Methane Release Rate Estimation Using Model-Based Gas Tomography. IEEE Sensors Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LSENS.2025.3598650. ISSN 2475-1472.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
863kB

Kurzfassung

Gas leaks in industry and nature can cause harmful effects on the environment and human health. Knowing how much gas is emitted over time helps to assess potential damage, track pollution sources, and develop effective mitigation strategies. To address this challenge, we propose to estimate the source's release rate based on measured gas concentrations in a cross section of the gas plume in the down-wind regions of the source. By combining wind information and the 2-D gas distribution in the cross section plane, we can infer the flow of gas through this plane, which is equal to the release rate of the source. We propose a Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy sensor (TDLAS) for remote, open-path gas sensing. By combining multiple TDLAS measurements with a gas tomography reconstruction algorithm, we obtain a 2-D map of gas distribution. This letter introduces an improved novel approach for gas tomography by incorporating prior model assumptions into the algorithm. Our method significantly enhances the accuracy and robustness of release rate estimates. We validate our approach through wind tunnel experiments, demonstrating that our novel estimation method produces precise and reliable release rate estimations for methane gas. The results further encourage exploring how 3-D gas tomography can improve our release rate estimations in the future.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216941/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Methane Release Rate Estimation Using Model-Based Gas Tomography
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schaab, MariusTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wiedemann, ThomasThomas.Wiedemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hinsen, Patrickpatrick.hinsen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4561-9769NICHT SPEZIFIZIERT
Lilienthal, AchimTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 August 2025
Erschienen in:IEEE Sensors Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/LSENS.2025.3598650
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2475-1472
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Sensor applications, gas distribution mapping, gas release rate estimation, gas tomography, tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Schwarmnavigation, V - INTAS - Intelligente Ad-Hoc Sensornetzwerke
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Wiedemann, Thomas
Hinterlegt am:30 Sep 2025 14:34
Letzte Änderung:30 Sep 2025 14:34

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.