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小菲課堂|詳細(xì)解析FLIR光學(xué)氣體成像定量技術(shù)


  來源: 菲力爾 時(shí)間:2024-10-25 編輯:清風(fēng)
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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;


風(fēng)對(duì)有毒蒸汽分析儀 (TVA) 測(cè)量的不利影響


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。


影響 OGI 熱像儀氣體圖像的因素


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。現(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,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)來說,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??偟膩碚f,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)過程中溫差的影響


氣體濃度?:為了讓QOGI成像,圖像里得有超過系統(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,不管測(cè)量條件怎么變,只要?dú)怏w濃度一樣,測(cè)出來的結(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)。

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