易燃易爆气体泄漏红外视频图像检测方法研究

2018-03-21孙亚灿

数字通信世界 2018年10期

孙亚灿

（山东轻工职业学院，淄博 255000）

目前，针对易燃易爆气体，各部门都要认识到其检测的重要性，红外成像检测技术是目前易燃易爆气体检测中使用较多、效果也较好的一种检测技术，该技术使用具有较大的优势，当然也存在一些问题，需要做好相关的注意事项，提升检测效率。

1 易燃易爆气体的被动红外成像检测技术分析

易燃易爆气体泄露的红外视频图像检测技术根据其吸收的对象不同，可以分为基于激光光源辐射吸收的主动式成像检测技术和基于背景辐射吸收的被动式成像技术。目前，泄露检测易燃易爆气体时，被动式红外成像检测技术在国外的易燃易爆气体检测中应用最多，主动红外成像检测技术在国内的气体检测中应用最多。

在被动式红外成像检测技术中，按照工作波段的划分，可以分为热成像技术和光谱成像技术；按照波段的数量划分，光谱成像可以划分为高光谱成像技术和多光谱成像技术。

1.1 气体热成像检测技术

这种红外成像检测技术仅对被检测气体的一段红外波段的辐射信息情况进行检测，该检测系统的结构更加简单，操作方便，光学系统相对不复杂，维护和使用的成本更低。基于该红外成像检测技术，美国以及法国的相关气体检测设备生产公司中都设计出了典型的检测产品，分别为GasFindIR系列气体成像仪以及Second Silght系列气体成像仪。

1.2 光谱成像检测技术

该红外成像检测技术的典型检测仪器设备有加拿大的便携式成像光谱仪、美国的自适应红外成像光谱仪以及Sherlock系列成像光谱仪。不同的检测仪器具有不同的技术设计合计检测原理。例如，加拿大的便携式成像光谱仪，这是基于傅里叶变换技术对易燃易爆气体的高光谱成像设备，是的光谱分辨率高达0.25-1，加拿大的便携式成像光谱仪运用的是迈克尔逊干涉原理对调制的光谱信号在二维焦平面探测器中显示出来，通过对所得数据进行变换处理，再现易燃易爆检测气体部位的光谱和空间分布情况。

2 易燃易爆气体的主动红外成像检测技术分析

针对易燃易爆气体的红外成像检测，我国也会利用激光作为光源的主动式气体成像检测，尤其是针对电力系统中的SF6气体泄漏检测。目前，我国已经有一些气体检测仪器投入市场中，成为一些企业进行易燃易爆气体检测的常用设备仪器之一，例如，浙江红相公司运用红外探测器结合二氧化碳激光器实现成像，根据SF6气体在长波红外波段的吸收特点来实现成像检测。我国在被动式的气体红外成像检测中，也尝试了应用傅里叶变换红外光谱技术对于气体进行检测，能够实现在易燃易爆气体的泄露位置的检测目标，分析气体的污染扩散发展状态，但是这种检测方法下，需要对系统空间分辨率进行提高，促进扫描系统的高精度目标实现，则需要增加扫描时间，做好速度的限制，不利于野外进行实时化的应用。

3 易燃易爆气体的发展趋势和存在问题

现阶段易燃易爆气体的红外成像检测的发展呈现两大主要趋势，第一，高光谱/超光谱成像检测技术能够准确测量气体的种类和浓度，通过检测获得的光谱数据，对比光谱数据库和管沟数据立方体，进行技术处理，就能达到理想的气体类别和浓度识别目标，但是，利用这种检测方法进行易燃易爆气体的检测，需要耗费大量的时间、人力物力等，因此检测成本较高，且技术系统复杂，工序比较繁琐。第二，这种易燃易爆气体的检测方法比较快速，对于泄露的气体能够快速响应，并定位泄露位置，这种检测技术以热像仪为主要技术支撑，按照气体成像特点进行窄带波段窗口的设计，利用这种检测技术只要对几个红外波段进行检测即可，再使用图像滤波处理器进行专业处理，就能实现气体泄漏的时间和泄露位置进行明确，便于检测人员及时对泄漏点实施防泄漏扩散的措施。但是，这种红外成像检测技术也存在一些问题，成像检测中，对于气体种类、泄漏数量等的准确检测与检测的体系统反映时间之间存在一定的矛盾，无法实现在最短时间内做到最精准的检测。此外，气体的红外成像检测技术的灵敏度还不够高，是该技术研究发展的主要研究方向之一。