由塑膠或鋼材製成的管道,負責輸送石油、天然氣及氫氣等重要資源,遍布不同地方,甚至偏遠地區,令維修工作極具挑戰。管道屬於敏感基礎設施,需定期檢查、清潔與維修,方能確保其穩定運作,而這些工作往往需要大量人力物力。
這些努力絕非多餘——因為管道洩漏所造成的影響遠超想像:不僅浪費寶貴資源,使業主蒙受損失,甚至可能導致供應中斷;修復過程耗時且成本高昂;最可怕的是石油洩漏,對環境造成災難性破壞。
因此,研發先進的管道檢測系統刻不容緩,以加強監測管道運作情況,防止代價高昂的洩漏事故發生。由中大機械與自動化工程學系任偉教授帶領的研究團隊,結合激光傳感及人工智能技術,研發出智能氣體分析儀與偵測器,為管道檢測帶來重大改變。
傳統的質素分析、管道檢查與洩漏偵測,主要依賴氣相層析質譜儀(GC-MS)等實驗室設備。然而,這些設備成本昂貴、體積龐大且操作繁複,分析樣本往往需時數十分鐘至數小時,並需先收集樣本,再送往實驗室檢測。為節省成本,業界普遍採用電化學感測器,但其準確度易受水氣等環境因素干擾,容易誤報,且使用期限短,僅數月便需更換。
任教授表示:「我們的激光傳感技術透過分析氣體的光譜指紋來判斷其性質,既便攜亦具成本效益,能在毫秒內快速完成準確分析。」
新裝置由三個核心元件組成:利用目標分子吸收光譜的激光源、增強光與氣體互動的光譜感測模組,以及測量光通過氣體量的光偵測器。

任教授補充:「半導體激光技術能大幅縮減系統體積、重量與耗電量。我們研發的光學腔體感測模組,其偵測靈敏度比傳統光學方法高出三個數量級。人工智能的發展也提升了光譜分析的效率及準確度,使我們能快速地在線分析多種氣體成分,並透過深度學習演算法進一步強化偵測能力。」
這項新技術預計於2027年起在香港及中國內地展開大規模應用示範。研究團隊將與主要石油、天然氣、管道及氫能企業合作,在兩至三個油氣田進行試點計劃,並為商業夥伴提供氫氣感測器。

團隊已有逾十年在激光光譜領域的研究經驗,所研發的儀器可偵測至兆分之一濃度的氣體,並進行快速及大範圍的化學分析。這些技術已被應用於燃煤電廠與能源系統的煙氣監測、環境中的溫室氣體量化分析,甚至可用於分析人體呼氣,使該技術具備無創檢測疾病的潛力。
全球有約350萬公里的管道鋪設,為新型氣體偵測器帶來龐大的市場潛力。團隊於2019年成立了朗思科技有限公司,致力推動技術商品化。目前,公司在香港和深圳有30多名員工,但隨著業務迅速拓展,公司將積極擴充人手,進一步加速研發成果商品化。

任教授續說:「我們已成功將儀器商品化,並應用於環境領域的溫室氣體監測,新產品預計於2026年底前正式推出市場。除了擴大研發團隊規模外,我們還計劃擴大市場和銷售團隊,積極拓展業務版圖,以提升市場佔有率。」