Обнаружение SF6 при помощи тепловизоров
Подготовлено:
Paul A. Czerepuszko
Robert Raymer,
FLIR
Обзор тепловизора GasFindIR
– Легкий
– Портативный
– Управляется одной рукой
– Ионно-литиевая батарея обеспечивает 5 часов работы
– Имеет высокую чувствительность, обеспечивающую обнаружение малых утечек
– MLDR – 10 миллионных долей элегаза на единицу объема, что эквивалентно утечке менее одного фунта (0.45 кг) газа в год.
Что такое GasFindIR LW?
– Индекс диафрагмы 2.3
– Температурная чувствительность менее 35 mK при 30C
– FPA фотодетектор QWIP формата 320 x 240,
c порогом 30 мкм
– Спектральный диапазон 10-11 мкм
– Время интеграции 16.6 мсек и выбираемое
– Энергопотребление менее 6 ватт
– Вес и размеры 4.6 фунта, 10" x 5.2" x 5.7"
– Поле обзора 25мм (22°), 50 мм (11°), 100 мм (5.5°)
– Управление Кнопки на тепловизоре и разъем RS232
– Вывод NTSC/RS-170, C-Video, PAL
– Ввод RS232
ПАТЕНТ ЗАЯВЛЕН
Электромагнитный спектр
Инфракрасное излучение является частью электромагнитного спектра, и ведет себя аналогично видимому свету. Оно перемещается в пространстве со скоростью света, может отражаться, преломляться, поглощаться и излучаться. Длина волны инфракрасного света почти на порядок больше чем у видимого света, и занимает часть спектра от 0.7 до 1000 мкм.
[надпись на рисунке: "гамма-излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасный свет, микроволны, радиоволны"]
Видимый свет: 0.4 – 0.7 мкм
Почти инфракрасный свет: 0.7-~1 мкм
Кроткие ИК-волны 1-3 мкм
Средние ИК-волны 3-5 мкм
Длинные ИК-волны 8-14 мкм
Различные типы изображений
Видимый свет Ночное видение Термограмма
изображение
Как тепловизор "видит" газ
– Камера тепловизора использует специальный фильтр, пропускающий инфракрасное излучение в диапазоне, совпадающем по длине волны с колебательной/вращательной энергией перехода молекулярных связей летучих соединений.
– Эти переходы обычно сильно связаны с полем через изменение момента диполя в молекуле, и они происходят во многих типах газов и испарений.
– Учитывая это, чувствительность камеры к большому разнообразию газов и паров крайне мала.
– С установленным адаптивным тепловым фильтром FLIR камера воспринимает менее 35 mK
[Надписи над картинками этого вида:
Обрезание
Изгибание
Симметричное растяжение
Асимметричное растяжение
Качание
Виляние
]
Развитие технологии обнаружения утечек элегаза
Ранние системы обнаружения элегаза использовали комбинацию инфракрасных изображений и активного освещения лазером CO2. Они назывались системами воспроизведения поглощения газа при обратном рассеивании (BAGI).
[ надписи на рисунке сверху вниз: "лазерная камера", "видоискатель", "7-метровый кабель", "источник питания"]
- Осуществлялось сканирование лазером
– Отраженная энергия лазера формировала изображение в камере
– Если между местом, куда был направлен луч лазера, и камерой присутствовал газ, он демонстрировал старение.
Как пассивный тепловизор "видит" газ
[ надпись на рисунке: вверху - "Спектральный переход SF6", внизу - "Длина волны", по вертикали - "Переход"]
В качестве примера, мы можем "сопоставить" спектральную реакцию тепловизора "пику" спектрального поглощения элегаза.
– спектры газа
– включена фильтрация FWHM 10.3 мкм
– отключена фильтрация FWHM 10.7 мкм
Полевая демонстрация
На фотографиях показан совершенно новый выключатель, который был на автофургоне.
Используя воду с мылом, обнаружить очень малые утечки может оказаться затруднительно.
Другие газы, которые обнаружит пассивный тепловизор
- Гексафторид серы (SF6)
– Ацетилхлорид
– Уксусная кислота
– Аллилбромид
– Аллилхлорид
– Аллилфторид
– Безводный аммиак
– Бромистый метил
– Двуокись хлора
– Этилцианакрилат
– Этилен
– Фреон® 11
– Фреон® 12
– Фуран
– Гидразин
– Метилсилан
– Метилэтилкетон
– Метилвинилкетон
– Акролеин
– Пропилен
– Тетрагидрофуран
– Трихлорэтилен
– Уранилфторид
– Винилхлорид
– Акрилонитрил
– Виниловый эфир
Выгоды применения программы снижения утечек элегаза
– Улучшение обслуживания и инспектирования подстанций
– Обнаружение утечек в реальном времени
– Возможность проследить утечку до ее источника
– Снижение времени инспектирования и увеличение безопасности
– Установление приоритетов для серьезных утечек, которые могут оказать наибольшее влияние на окружающую среду, безопасность, или производственные потери.
– Увеличение уверенности в непрерывном обеспечении услуг потребителям
– Защита окружающей среды для всех.
Заключение
– Развиваются технологии оптического поиска газа, основанные на сегодняшнем состоянии технологий тепловидения.
– Тепловизионная технология имеет большой потенциал для разработки новых приложений обнаружения газа и испарений.
– В продолжающиеся работы НИОКР, в разработку руководств, и в подготовку персонала к работе с новым поколением тепловизоров сегодня инвестируются значительные ресурсы.
– Преимущества данного направления для промышленности и общества заключаются в улучшении безопасности, снижении затрат и в защите окружающей среды.
Похожие материалы:
