易燃易爆氣體泄漏紅外視頻圖像檢測方法研究

孫亞燦

（山東輕工職業學院，淄博 255000）

目前，針對易燃易爆氣體，各部門都要認識到其檢測的重要性，紅外成像檢測技術是目前易燃易爆氣體檢測中使用較多、效果也較好的一種檢測技術，該技術使用具有較大的優勢，當然也存在一些問題，需要做好相關的注意事項，提升檢測效率。

1 易燃易爆氣體的被動紅外成像檢測技術分析

易燃易爆氣體泄露的紅外視頻圖像檢測技術根據其吸收的對象不同，可以分為基于激光光源輻射吸收的主動式成像檢測技術和基于背景輻射吸收的被動式成像技術。目前，泄露檢測易燃易爆氣體時，被動式紅外成像檢測技術在國外的易燃易爆氣體檢測中應用最多，主動紅外成像檢測技術在國內的氣體檢測中應用最多。

在被動式紅外成像檢測技術中，按照工作波段的劃分，可以分為熱成像技術和光譜成像技術；按照波段的數量劃分，光譜成像可以劃分為高光譜成像技術和多光譜成像技術。

1.1 氣體熱成像檢測技術

這種紅外成像檢測技術僅對被檢測氣體的一段紅外波段的輻射信息情況進行檢測，該檢測系統的結構更加簡單，操作方便，光學系統相對不復雜，維護和使用的成本更低。基于該紅外成像檢測技術，美國以及法國的相關氣體檢測設備生產公司中都設計出了典型的檢測產品，分別為GasFindIR系列氣體成像儀以及Second Silght系列氣體成像儀。

1.2 光譜成像檢測技術

該紅外成像檢測技術的典型檢測儀器設備有加拿大的便攜式成像光譜儀、美國的自適應紅外成像光譜儀以及Sherlock系列成像光譜儀。不同的檢測儀器具有不同的技術設計合計檢測原理。例如，加拿大的便攜式成像光譜儀，這是基于傅里葉變換技術對易燃易爆氣體的高光譜成像設備，是的光譜分辨率高達0.25-1，加拿大的便攜式成像光譜儀運用的是邁克爾遜干涉原理對調制的光譜信號在二維焦平面探測器中顯示出來，通過對所得數據進行變換處理，再現易燃易爆檢測氣體部位的光譜和空間分布情況。

2 易燃易爆氣體的主動紅外成像檢測技術分析

針對易燃易爆氣體的紅外成像檢測，我國也會利用激光作為光源的主動式氣體成像檢測，尤其是針對電力系統中的SF6氣體泄漏檢測。目前，我國已經有一些氣體檢測儀器投入市場中，成為一些企業進行易燃易爆氣體檢測的常用設備儀器之一，例如，浙江紅相公司運用紅外探測器結合二氧化碳激光器實現成像，根據SF6氣體在長波紅外波段的吸收特點來實現成像檢測。我國在被動式的氣體紅外成像檢測中，也嘗試了應用傅里葉變換紅外光譜技術對于氣體進行檢測，能夠實現在易燃易爆氣體的泄露位置的檢測目標，分析氣體的污染擴散發展狀態，但是這種檢測方法下，需要對系統空間分辨率進行提高，促進掃描系統的高精度目標實現，則需要增加掃描時間，做好速度的限制，不利于野外進行實時化的應用。

3 易燃易爆氣體的發展趨勢和存在問題

現階段易燃易爆氣體的紅外成像檢測的發展呈現兩大主要趨勢，第一，高光譜/超光譜成像檢測技術能夠準確測量氣體的種類和濃度，通過檢測獲得的光譜數據，對比光譜數據庫和管溝數據立方體，進行技術處理，就能達到理想的氣體類別和濃度識別目標，但是，利用這種檢測方法進行易燃易爆氣體的檢測，需要耗費大量的時間、人力物力等，因此檢測成本較高，且技術系統復雜，工序比較繁瑣。第二，這種易燃易爆氣體的檢測方法比較快速，對于泄露的氣體能夠快速響應，并定位泄露位置，這種檢測技術以熱像儀為主要技術支撐，按照氣體成像特點進行窄帶波段窗口的設計，利用這種檢測技術只要對幾個紅外波段進行檢測即可，再使用圖像濾波處理器進行專業處理，就能實現氣體泄漏的時間和泄露位置進行明確，便于檢測人員及時對泄漏點實施防泄漏擴散的措施。但是，這種紅外成像檢測技術也存在一些問題，成像檢測中，對于氣體種類、泄漏數量等的準確檢測與檢測的體系統反映時間之間存在一定的矛盾，無法實現在最短時間內做到最精準的檢測。此外，氣體的紅外成像檢測技術的靈敏度還不夠高，是該技術研究發展的主要研究方向之一。

4 結束語

針對易燃易爆氣體的檢測是當前社會發展中需要重點解決的問題之一，關乎眾多群體的利益，對此，采用紅外視頻圖像檢測技術能夠發揮較好的檢測效果，但是該技術目前也還存在一些問題，對此，需要進一步深化技術研究，促進紅外成像檢測技術在易燃易爆氣體檢測中發揮更大的檢測價值。