小菲课堂|详细解析FLIR光学气体成像定量技术
发布日期:2024-10-25 09:18

FLIR光学气体成像热像仪能够快速、精确、安全地检测天然气、VOCs、SF6 、制冷剂、氨气和CO₂等气体泄漏,因此已广泛应用在油气田、炼油厂、石化厂和天然气发电厂等行业。其中先进技术——光学气体成像 (QOGI) 被证实是石油天然气行业定量分析气体泄漏的一种有效手段,具体详情详细说下!


定量光学气体成像的优势


定量光学气体成像指的是利用光学气体成像(具体而言,指冷碳氢化合物 OGI)结合算法,对肉眼看不见的气体泄漏进行定量分析的能力。相比仅能定性判断的旧款OGI热像仪,新款FLIR OGI热像仪能直观显示泄漏,并以质量、体积泄漏率及单位路径浓度(ppm-m)等量化指标,提供详尽的泄漏分析。



对比传统气体泄漏检测技术——毒蒸汽分析仪(TVA,通常称为“嗅探器”)还是Bacharach Hi Flow® Sampler (BHFS),QOGI系统的优势非常明显:


★ TVA专注浓度分析,BHFS兼顾浓度与流量,但两者均无法动态监测泄漏。QOGI系统则能多维度定量检测400余种化合物,且能随时间呈现滚动平均泄漏率,提供更全面洞察;


★ 在安全性上,TVA与BHFS常需检测人员冒险接近泄漏源,而QOGI系统则可以远程监测,大大降低了作业风险;


★ 易用性与维护方面,QOGI系统简化操作,减少人力依赖,相较于TVA频繁校准与BHFS繁琐密封,更为高效准确;


★ 环境适应性上,QOGI系统内置算法综合考虑多种因素,确保数据准确可靠,优于易受干扰的TVA与传感器受限的BHFS;


风对有毒蒸汽分析仪 (TVA) 测量的不利影响


总之,QOGI系统在定量能力、安全性、易用性及环境适应性上均领先,是石油化工、天然气等企业气体泄漏检测的优选。


定量光学气体成像的工作流程


远距离检测气体泄漏并定量分析泄漏量是QOGI的一大优势。在远处使用FLIR OGI热像仪时,有三个因素使热像仪能够实现气体的可视化。


影响 OGI 热像仪气体图像的因素


红外(IR)吸收原理α(λ):为了让OGI热像仪检测到气体,该气体在红外特定波长的吸收峰值必须与热像仪的光谱范围相匹配。现在,我们知道近400种化合物的“响应因子”(RF),这个RF就像是一个指标,告诉我们哪种气体能被哪种红外热像仪“看到”。而且利用这个RF,我们还能调整测量方法,这样只用校准一次,就能测多种气体。


RF还能帮我们比较不同气体在相同观测波长下的吸收率灵敏度。比如说,丙烷的RF是1,作为标准。如果另一种气体的RF是0.3,那就意味着它的灵敏度只有丙烷的30%。如果某个气体的RF小于0.1,那么OGI热像仪可能就很难“看到”它,就像它在隐身一样。


温差ΔT很重要:要想让OGI热像仪捕捉到微小的气体泄漏,泄漏气体和周围环境之间得有明显的温度差。这个温差ΔT越大,热像仪上显示的气体流动就越清晰。对于QOGI技术来说,温差大意味着信号更清晰,测量也就更准。


所以,用QOGI时,得多换几个角度看看泄漏,找个温差最大的位置。最好能让泄漏气体和背景之间的温差达到2°C以上。总的来说,温差ΔT是确保测量准确的关键。


热图像显示了气体从热背景(墙壁)移动到环境温度背景(围栏)过程中温差的影响


气体浓度ɠ:为了让QOGI成像,图像里得有超过系统能检测到的最低浓度的气体。QOGI的特长是,在气体存在的前提下,它能把其他影响因素(比如波长和温差)都考虑进去,准确算出气体的量。这样一来,不管测量条件怎么变,只要气体浓度一样,测出来的结果就一样。


QOGI可以产生两种类型的结果:单位路径长度浓度,以像素级的ppm-m为单位,以及质量或体积泄漏率(例如克/小时或升/分钟)。


相同单位路径长度不同浓度的丙烷示例


质量或体积泄漏率需要进一步的算法过程,以将像素级的测量值汇总成总体泄漏影响,该算法还将影响质量或体积泄漏率测量的距离和风力因素考虑在内。


定量光学气体成像的运行模式


QOGI有两种运行模式:实时检测和Q模式操作。如果你选择实时检测,那就很简单了,只需把专用的平板电脑(里面已经装好了分析气体的软件)直接连到你的FLIR OGI热像仪(G620、GFx320和Gx620等)上,马上就能开始对泄漏进行实时分析和测量了。


在Q模式下,你可以先把拍摄的视频保存在热像仪里,等需要的时候再用。之后,你可以轻松地把这些视频文件下载到平板电脑上,后期慢慢分析泄漏的情况。



平板电脑作为即插即用设备,专为FLIR OGI热像仪设计,无需校准且不受元件退化影响,实现了QOGI无缝对接,但使用时需三脚架稳定热像仪以避免移动或抖动影响性能。


定量光学气体成像技术为石油天然气行业的企业,提供了改善工人安全、加强环境管理和提高运营成本效益的一种手段。菲粉们在气体泄漏检测的过程中有哪些困难?联系菲力尔官方服务,FLIR专业人士将为您解答。

关键词:FLIR 光学气体成像定量技术 FLIR光学气体成像热像仪
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来 源:菲力尔
编辑:清风
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