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助力氣體泄漏早期預(yù)警 安光所利用傅立葉紅外光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)泄漏氣體云3D成像
2022年09月14日 11:05:54
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：吳吳吳 點(diǎn)擊量：4563
研究人員利用傅立葉紅外光譜氣體探測(cè)技術(shù)，開發(fā)出一種創(chuàng)建泄露氣體云3D圖像的方法，實(shí)現(xiàn)了污染氣云立體圖像的被動(dòng)遙測(cè)，能夠測(cè)出的圖像能夠顯示泄露的位置、體積、濃度等詳細(xì)信息，可用于提供早期泄露預(yù)警。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】隨著社會(huì)的快速發(fā)展，存儲(chǔ)有毒、有害、易燃易爆化學(xué)品的大型設(shè)施逐漸增多，給該區(qū)域設(shè)施的安全管理增加了難度，因而在泄漏發(fā)生時(shí)，快速了解泄漏氣體的成分、濃度、位置和分布等信息顯得尤為重要。
近日，中國科學(xué)院安徽光電精密機(jī)械研究所(簡(jiǎn)稱“安光所”)研究人員利用傅立葉紅外光譜氣體探測(cè)技術(shù)，開發(fā)出一種創(chuàng)建泄露氣體云3D圖像的方法，實(shí)現(xiàn)了污染氣體云立體圖像的被動(dòng)遙測(cè)，能夠測(cè)出的圖像能夠顯示泄露的位置、體積、濃度等詳細(xì)信息，可用于提供早期泄露預(yù)警。相關(guān)成果表在Optics Express上。
紅外光譜成像檢測(cè)技術(shù)，是以FTIR氣體探測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)因其高靈敏度，高分辨率和檢測(cè)范圍約5公里的實(shí)時(shí)測(cè)量能力而被廣泛用于氣態(tài)污染物的遠(yuǎn)程定量檢測(cè)。
研究人員在單個(gè)FTIR的遙感成像獲得氣體泄露的二維信息的基礎(chǔ)上，使用兩個(gè)系統(tǒng)從不同角度獲得氣體云的2D測(cè)量值。然后使用GPS和陀螺儀傳感器獲得的位置信息對(duì)該信息進(jìn)行空間登記。將數(shù)據(jù)放入稱為同步代數(shù)重建技術(shù)(SART)的計(jì)算機(jī)斷層掃描成像算法中，最后得出看產(chǎn)生氣體云的3D圖像。
此外，為了驗(yàn)證該技術(shù)的的準(zhǔn)確性，研究人員使用兩個(gè)掃描FTIR遙感成像系統(tǒng)對(duì)在約315立方米的空間內(nèi)兩分鐘內(nèi)釋放的少量六氟化硫和甲烷進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，并成功地生成了氣體云的3D圖像，包含信息包括兩種氣體的經(jīng)度、緯度、海拔和濃度分布。
據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)長期專注于紅外精密儀器裝備的軟硬件關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程化開發(fā)，并積極推動(dòng)國產(chǎn)儀器裝備的行業(yè)有效應(yīng)用。其研發(fā)的氣體泄漏傅立葉紅外光譜掃描儀已在多個(gè)化工園區(qū)成功開展氣體泄漏早期預(yù)警實(shí)際應(yīng)用。
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