[发明专利]一种基于红外图像的天然气泄漏检测装置及方法

说明书

一种基于红外图像的天然气泄漏检测装置及方法，涉及用于检测天然气泄漏的技术领域。本发明包括：用于发射固定波长红外线并照射天然气输送管道及阀门的红外线灯；用于过滤光线波长的滤色片；设置在不同位置用于接收滤色片过滤后光线的红外相机；用于接收红外相机生成的红外图片并进行泄漏判断的上位机。本发明实现了结构简单，不依赖于外部光源，实现24小时监控，安全可靠，检测效率更高的目的。

技术领域

本发明涉及用于检测天然气泄漏的技术领域。

背景技术

天然气作为清洁能源，在发电、城市燃气及工业燃气等领域得到了广泛应用。天然气的应用减少了大气污染，有利于经济与环境的协调发展，是国民经济发展及人民生活的重要保障能源之一，随着国家出台扩大内需政策而加大对城乡基础建设的投入力度，我国天然气行业的发展得到越来越高的重视。

但是，天然气站场和天然气管道的泄漏问题严重影响天然气输送和存储的安全，在日常运行中多次发生因密封、振动等引起的天然气泄漏。传统的泄漏检测方式是人工手持专用的甲烷浓度检测仪靠近可疑设备进行测量。这种方法的缺点是无法做到现场持续的检测，劳动强度大，检测效率低，可靠性不足，且对检测人员的安全也存在一定威胁，布置在站场的点式甲烷传感器也不能有效全方位的检测站场的天然气泄漏。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单，不依赖于外部光源，实现24小时监控，安全可靠，检测效率更高的基于红外图像的天然气泄漏检测装置及方法。

为实现上述目的，一种基于红外图像的天然气泄漏检测装置，包括：

用于发射固定波长红外线并照射天然气输送管道及阀门的红外线灯；

用于过滤光线波长的滤色片；

设置在不同位置用于接收滤色片过滤后光线的红外相机；

用于接收红外相机生成的红外图片并进行泄漏判断的上位机。

比较好的是，本发明的红外线灯至少为3组，每组红外线灯的发射的固定波长为1331.2nm或1665.4nm或3310nm。

比较好的是，本发明的滤色片至少为3组，固定波长为1331.2nm或1665.4nm或3310nm的光线能够透过。

比较好的是，本发明的红外相机为三个，分别为第一红外相机、第二红外相机以及第三红外相机，所述第一红外相机设置在管道处，所述第二红外相机设置在阀门处，所述第三红外相机设置在法兰连接处，且所述第一红外相机、第二红外相机以及第三红外相机均与上位连接。

比较好的是，本发明还包括与上位机连接的报警装置。

基于红外图像的天然气泄漏的检测方法，包括如下步骤：

（1）利用红外线灯，发射指定波段的红外线，照射用于输送天然气的管道、阀门；

（2）利用红外相机加相应波段滤色片的方式拍摄上述输送天然气的管道、阀门，经过模电转换，得到相应的光谱灰度图片，并发送给上位机；

（3）上位机对光谱灰度图片进行检测，判断出是否存在泄漏，并初步判断出泄漏点的位置。

上位机接收到各红外相机传来的红外图像后，首先进行图像融合得到灰度图像；然后，计算融合后灰度图像的直方统计图；

上位机会不断接受到来自红外相机的红外图像，在对红外图像进行灰度直方图统计之后，将之与上一次接收的灰度直方统计图进行对比，两个直方图之间的差异用距离的概率来表示；根据相邻两张直方图的相似程度，判断图像亮度的变化，当亮度发生下降时，初步判定存在泄漏；