基于红外热像的VOCs气体泄漏检测方法研究

发布时间：2021-12-12 02:15

　　随着石油化工企业生产装置大型化、自动化程度不断提高,生产过程中常伴有VOCs（Volatile Organic Compounds）气体泄漏,安全隐患巨大;传统气体检测方法主要依赖于传感器进行人为判断,检测结果不准确,效率低。随着光学气体成像技术的发展,基于红外热像的气体检测技术,以其成像清晰、定位准确、检测范围较大等优势引起了业界广泛关注。论文以红外光学气体成像理论为基础,对气体泄漏检测方法进行深入研究,论文主要工作如下:（1）利用双目实验云台进行双目标定,提出景深距离匹配算法,进行红外与可见光图像配准对齐,采用图像融合评价机制进行匹配结果分析,算法实时性及准确性满足了后期检测需要。（2）气体泄漏检测预处理:对采集到的红外视频序列进行图像增强、去噪等预处理,提高红外图像信噪比;通过背景建模及前景图像提取,消除视频序列中静止物体信息,利用视觉差异性特征,确定红外特征性区域,排除非气体泄漏区域的大部分干扰,提高后续气体检测准确性。（3）利用红外图像信息,对泄漏气体特征进行综合分析,将泄漏气体区域与非泄漏气体干扰区域准确区分,并对泄漏气体浓度进行定性分析,最终实现气体泄漏检测算法。通过大量... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１红外成像原理图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｉｍａｇｉｎｇ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??

子伏特），因此??吸收光谱的波长均在０．７８－３００｜ｉｍ内，与红外光波段相对应。分子所含特征基团具有差??异性，会产生不同的气体光谱图，每种ＶＯＣｓ气体都有其特定吸收峰的位置，也就是光??谱带［２｜］。通过红外吸收光谱确定的官能团，能够对ＶＯＣｓ气体分子进行结构的识别。因??此利用气体分子对红外辐射选择性吸收的特性，是红外光学气体成像设备的设计关键。??２．３平台搭建及硬件设备选型??光学气体成像装置利用红外线辐射成像技术将ＶＯＣｓ气体的红外辐射图像实时??显示出来。其工作原理如图２．２所示，气体成像仪根据检测气体种类不同，选取合适的??滤光片，通过制冷型设备（斯特林制冷机）及焦平面红外探测器（ＩＲＦＰＡ），将气体发??出的红外辐射转化为电信号，经过视频信号处理呈现在显示器上，使肉眼不可见的ＶＯＣｓ??气体进行直观显示。??．？?Ｓ?ｋ?２?＿Ｋ?视频?显??ｍ?一￣＾?ｆ?器?探测器？Ｓ?一＾处理—器??身寸头?个??????｜????制冷系统??图２．?２气体成像仪工作原理图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｇａｓ?ｉｍａｇｅｒ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ??石化企业其产品多为碳氢化合物，其中的低碳组分具有很强的挥发性。产品馏分组??成越轻，沸点越低，挥发性越高。企业生产过程中由于受到工艺技术及设备的限制，较??轻液态组分极易汽化并扩散到空气中，形成ＶＯＣｓ气体。以较易挥发的汽油、原油为例，??汽油挥发排放的ＶＯＣｓ气体主要是Ｃ３？Ｃ５的烯烃和烷烃；原油挥发排放的ＶＯＣｓ气体??主要是Ｃ１？Ｃ６的烷烃。大多数ＶＯＣｓ气体红外波段均在３？５ｎｍ之间，以石油化工企业??常见的ＶＯ

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本文编号：3535818