科技日报记者 赵汉斌
记者20日从云南大学获悉，该校材料与能源学院万艳芬教授、杨鹏研究员团队，联合中国科学院过程工程研究所杨乃亮研究员，研发出基于液态金属的智能气泡监测装置，为燃气管道微小泄漏早期预警提供新方案，相关成果发表在国际期刊《自然·通讯》上。
城市地下与工业设施中广泛布设燃气管道，微小泄漏如果处置不及时，既造成资源浪费，也埋下安全隐患。传统检测手段依靠压力变化、声学信号开展监测，面对极微小泄漏，容易受环境干扰，存在预警响应短板。
该装置可布置到管道疑似泄漏点位附近，一旦管道发生泄漏、气体逸出，会在液态金属内部生成气泡。气泡破裂瞬间，液态金属表层氧化层遭到破坏，金属内核与氧化层之间形成微型原电池，直接输出可采集识别的电信号，把气泡这一普通物理现象转化为电学监测信号，不依赖压差、声学特征即可完成泄漏感知。
实验数据显示，气泡体积和输出电压呈良好线性关系，灵敏度可达173.46伏每立方厘米；信号频率和气体流速同样线性对应，灵敏度为0.25赫兹秒每厘米。器件响应延迟约0.33秒，能够识别体积低至1立方毫米的微量泄漏气泡。
研究团队搭建了包含监测模块、数据采集、可视化软件的原型系统，可实时展示电压信号，识别间歇性微小漏气并发出预警。万艳芬介绍，这套液态金属气泡破裂传感机制开辟了工业管道微泄漏监测新路径，未来结合移动检测平台与监测网络，有望拓展到燃气管道安全预警、工业装备状态监测、生物力学传感等多个领域。
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