FLIR光學(xué)氣體成像熱像儀能夠快速、精確、安全地檢測(cè)天然氣、VOCs、SF6 、制冷劑、氨氣和CO?等氣體泄漏,因此已廣泛應(yīng)用在油氣田、煉油廠、石化廠和天然氣發(fā)電廠等行業(yè)。其中先進(jìn)技術(shù)——光學(xué)氣體成像(QOGI) 被證實(shí)是石油天然氣行業(yè)定量分析氣體泄漏的一種有效手段,具體詳情詳細(xì)說(shuō)下!
定量光學(xué)氣體成像的優(yōu)勢(shì)
定量光學(xué)氣體成像指的是利用光學(xué)氣體成像(具體而言,指冷碳?xì)浠衔?OGI)結(jié)合算法,對(duì)肉眼看不見(jiàn)的氣體泄漏進(jìn)行定量分析的能力。相比僅能定性判斷的舊款OGI熱像儀,新款FLIR OGI熱像儀能直觀顯示泄漏,并以質(zhì)量、體積泄漏率及單位路徑濃度(ppm-m)等量化指標(biāo),提供詳盡的泄漏分析。
對(duì)比傳統(tǒng)氣體泄漏檢測(cè)技術(shù)——毒蒸汽分析儀(TVA,通常稱為“嗅探器”)還是Bacharach Hi Flow Sampler (BHFS),QOGI系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)非常明顯:
★ TVA專注濃度分析,BHFS兼顧濃度與流量,但兩者均無(wú)法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)泄漏。QOGI系統(tǒng)則能多維度定量檢測(cè)400余種化合物,且能隨時(shí)間呈現(xiàn)滾動(dòng)平均泄漏率,提供更全面洞察;
★在安全性上,TVA與BHFS常需檢測(cè)人員冒險(xiǎn)接近泄漏源,而QOGI系統(tǒng)則可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),大大降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn);
★易用性與維護(hù)方面,QOGI系統(tǒng)簡(jiǎn)化操作,減少人力依賴,相較于TVA頻繁校準(zhǔn)與BHFS繁瑣密封,更為高效準(zhǔn)確;
★環(huán)境適應(yīng)性上,QOGI系統(tǒng)內(nèi)置算法綜合考慮多種因素,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,優(yōu)于易受干擾的TVA與傳感器受限的BHFS;
總之,QOGI系統(tǒng)在定量能力、安全性、易用性及環(huán)境適應(yīng)性上均領(lǐng)先,是石油化工、天然氣等企業(yè)氣體泄漏檢測(cè)的優(yōu)選。
定量光學(xué)氣體成像的工作流程
遠(yuǎn)距離檢測(cè)氣體泄漏并定量分析泄漏量是QOGI的一大優(yōu)勢(shì)。在遠(yuǎn)處使用FLIR OGI熱像儀時(shí),有三個(gè)因素使熱像儀能夠?qū)崿F(xiàn)氣體的可視化。
紅外(IR)吸收原理α(λ):為了讓OGI熱像儀檢測(cè)到氣體,該氣體在紅外特定波長(zhǎng)的吸收峰值必須與熱像儀的光譜范圍相匹配?,F(xiàn)在,我們知道近400種化合物的“響應(yīng)因子”(RF),這個(gè)RF就像是一個(gè)指標(biāo),告訴我們哪種氣體能被哪種紅外熱像儀“看到”。而且利用這個(gè)RF,我們還能調(diào)整測(cè)量方法,這樣只用校準(zhǔn)一次,就能測(cè)多種氣體。
RF還能幫我們比較不同氣體在相同觀測(cè)波長(zhǎng)下的吸收率靈敏度。比如說(shuō),丙烷的RF是1,作為標(biāo)準(zhǔn)。如果另一種氣體的RF是0.3,那就意味著它的靈敏度只有丙烷的30%。如果某個(gè)氣體的RF小于0.1,那么OGI熱像儀可能就很難“看到”它,就像它在隱身一樣。
溫差ΔT很重要:要想讓OGI熱像儀捕捉到微小的氣體泄漏,泄漏氣體和周圍環(huán)境之間得有明顯的溫度差。這個(gè)溫差ΔT越大,熱像儀上顯示的氣體流動(dòng)就越清晰。對(duì)于QOGI技術(shù)來(lái)說(shuō),溫差大意味著信號(hào)更清晰,測(cè)量也就更準(zhǔn)。
所以,用QOGI時(shí),得多換幾個(gè)角度看看泄漏,找個(gè)溫差最大的位置。最好能讓泄漏氣體和背景之間的溫差達(dá)到2°C以上??偟膩?lái)說(shuō),溫差ΔT是確保測(cè)量準(zhǔn)確的關(guān)鍵。
熱圖像顯示了氣體從熱背景(墻壁)移動(dòng)到環(huán)境溫度背景(圍欄)過(guò)程中溫差的影響
氣體濃度?:為了讓QOGI成像,圖像里得有超過(guò)系統(tǒng)能檢測(cè)到的最低濃度的氣體。QOGI的特長(zhǎng)是,在氣體存在的前提下,它能把其他影響因素(比如波長(zhǎng)和溫差)都考慮進(jìn)去,準(zhǔn)確算出氣體的量。這樣一來(lái),不管測(cè)量條件怎么變,只要?dú)怏w濃度一樣,測(cè)出來(lái)的結(jié)果就一樣。
QOGI可以產(chǎn)生兩種類型的結(jié)果:?jiǎn)挝宦窂介L(zhǎng)度濃度,以像素級(jí)的ppm-m為單位,以及質(zhì)量或體積泄漏率(例如克/小時(shí)或升/分鐘)。
質(zhì)量或體積泄漏率需要進(jìn)一步的算法過(guò)程,以將像素級(jí)的測(cè)量值匯總成總體泄漏影響,該算法還將影響質(zhì)量或體積泄漏率測(cè)量的距離和風(fēng)力因素考慮在內(nèi)。
定量光學(xué)氣體成像的運(yùn)行模式
QOGI有兩種運(yùn)行模式:實(shí)時(shí)檢測(cè)和Q模式操作。如果你選擇實(shí)時(shí)檢測(cè),那就很簡(jiǎn)單了,只需把專用的平板電腦(里面已經(jīng)裝好了分析氣體的軟件)直接連到你的FLIR OGI熱像儀(G620、GFx320和Gx620等)上,馬上就能開(kāi)始對(duì)泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和測(cè)量了。
在Q模式下,你可以先把拍攝的視頻保存在熱像儀里,等需要的時(shí)候再用。之后,你可以輕松地把這些視頻文件下載到平板電腦上,后期慢慢分析泄漏的情況。
平板電腦作為即插即用設(shè)備,專為FLIR OGI熱像儀設(shè)計(jì),無(wú)需校準(zhǔn)且不受元件退化影響,實(shí)現(xiàn)了QOGI無(wú)縫對(duì)接,但使用時(shí)需三腳架穩(wěn)定熱像儀以避免移動(dòng)或抖動(dòng)影響性能。
FLIR是Teledyne Technologies旗下子公司,是國(guó)防和工業(yè)應(yīng)用智能傳感解決方案的優(yōu)秀領(lǐng)先者,在全球擁有約4000名員工。公司成立于1978年,一直專注于設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、營(yíng)銷和推廣用于增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知力的專業(yè)技術(shù)。通過(guò)紅外熱成像、可見(jiàn)光成像、聲波成像、視頻分析、測(cè)量和診斷以及先進(jìn)的威脅檢測(cè)系統(tǒng),幫助專業(yè)人士做出更好、更快的決策,拯救生命,改善生活。
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原文標(biāo)題:小菲課堂|詳細(xì)解析FLIR光學(xué)氣體成像定量技術(shù)
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