CN107121238A - 一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，所述方法包括下列步骤：通过携带热成像仪的飞行器对高温气体管道进行拍摄；根据热成像仪拍摄的图片确定高温气体的泄漏位置和泄漏面积，并确定高温气体管道所处的环境温度；根据泄漏位置、泄漏面积和环境温度，进行模拟试验，确定高温气体管道的泄漏热量。与现有技术相比，本发明具有实现简单、判断准确、节省成本以及适用范围广等优点。

Description

一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法

技术领域

本发明涉及气体泄漏检测领域，尤其是涉及一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法。

背景技术

管道内的高温气体泄露会产生经济损失，严重还会出现安全事故。通过对管道的检测，对泄露口产生的经济型损失进行估算，来判断泄露口是否需要进行维修或者更换。目前测量管道泄露大部分是人为的进行观测，这样容易产生判断不准，大量消耗人力的情况，而且对于高处的管道泄露情况更加不易检测。对高处的高温气体管道进行检测，以便准确的判断泄露口的位置和大小，可以合理安排维修时间和维修方案，这对电厂或者工厂的整体运行非常重要。

专利CN105548476A提供了一种气体泄露检测方法及检测系统，通过携带有气体浓度检测装置的无人机来对气体的泄漏位置等进行判断，然而由于气体是不断扩散的，通过浓度来进行检测常常会造成检测不准确的情况，同时也无法准确的判断气体的泄漏量，实用性较差。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，所述方法包括下列步骤：

1)通过携带热成像仪的飞行器对高温气体管道进行拍摄；

2)根据热成像仪拍摄的图片确定高温气体的泄漏位置和泄漏面积，并确定高温气体管道所处的环境温度；

3)根据步骤2)得到的泄漏位置、泄漏面积和环境温度，进行模拟试验，确定高温气体管道的泄漏热量。

所述高温气体的泄漏位置的确定方法具体为：分析热成像仪拍摄的图片的颜色差异，集中显示红色的区域即为高温气体的泄漏位置。

所述泄漏面积的确定方法具体为：对热成像仪拍摄的图片进行图像处理得到温度梯度图，根据得到的泄漏位置，计算温度梯度图中泄漏位置处对应的颜色面积，作为高温气体的泄漏面积。

所述图像处理具体为：对热成像仪拍摄的图片中相邻颜色的中间相连位置通过实线分离，得到温度梯度图。

所述高温气体管道所处的环境温度的确定方法具体为：根据温度梯度图和泄漏位置，确定温度梯度图的边缘位置，计算该边缘位置对应的温度，作为高温气体管道所处的环境温度。

所述步骤2)还包括在高温气体的泄漏位置处，通过遥控器的闪烁进行气体泄漏报警。

所述模拟试验具体为：

31)在相同的环境温度和泄漏面积下，对高温气体管道在不同速度下的气体泄漏情况进行模拟，得到固定泄漏面积下不同速度段对应的温度梯度图；

32)将热成像仪拍摄的图片与步骤31)中得到的不同速度段对应的温度梯度图进行比对，得到高温气体管道的泄漏速度；

33)根据步骤32)得到的高温气体管道的泄漏速度，结合步骤2)中得到的泄漏面积和环境温度进行计算，得到高温气体管道的泄漏热量。

所述高温气体管道的泄漏热量具体为：

Q＝C×ρ×V×S×(T_g-T_w)

其中，Q为泄漏热量，C为比热容，ρ为气体密度，V为泄漏速度，S为泄漏面积，T_g为管内温度，T_w为环境温度。

所述方法还包括：根据步骤2)得到的泄漏面积计算维修成本，根据步骤3)得到的泄漏热量计算泄漏损失，通过比较维修成本和泄漏损失判断是否需要对高温气体管道进行维修。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)通过携带热成像仪的飞行器对高温气体管道进行拍摄，通过热成像仪拍摄的图片来判断气体的泄漏位置、泄漏面积和泄漏热量，这种方式与检测气体的浓度来判断泄漏量相比，不受气体扩散的影响，检测方法更为准确，实用性能更强。

(2)本发明提出的方法，可以根据热成像仪拍摄的图像确定气体的泄漏位置和泄漏面积，并根据得到的相关参数进行模拟试验，从而确定高温气体管道的泄漏热量，从而可以根据泄漏热量确定经济损失，并将其与维修成本进行权衡，最终确定是否需要维修，既可以充分的确定泄漏情况，也考虑到了成本的权衡，适合用于实际生产操作中。

(3)利用热成像仪拍摄的图像确定温度梯度，既可以得到泄漏位置和泄漏面积，也可以确定高温气体管道所处的环境温度，为后续进行模拟试验提供了充分的试验条件，保证试验结果的准确性。

(4)在高温气体的泄漏位置处通过遥控器的闪烁进行气体泄漏报警，在气体泄漏严重的情况下，便于工作人员第一时间找到泄漏点，从而避免了更大的经济损失和危险情况。

(5)通过模拟试验确定泄漏热量，在模拟试验的过程中首先可以确定高温气体的泄漏速度，给工作人员提供更多的泄漏参数，便于工作人员对泄漏情况有一个全方面的了解。

(6)通过公式计算得到泄漏热量，得到的结果更为准确的同时也便于工作人员对泄漏情况有着更为直观的了解。

(7)本发明提出的方法，节省了工作人员的劳动量的同时也提高了工作效率，全程通过机器操作，两个人即可完成检验。

(8)本发明提出的方法不受高度限制，在飞行器的飞行范围内，都能进行检测，并且可以判断出人无法看到的死角。

(9)本发明提出的方法不受气体种类的限制，对烟气和水蒸气等均可进行检测，适用范围广。

附图说明

图1为用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法的流程图；

图2为进行高处气体泄漏检测时的装置示意图；

图3为本实施例中得到的温度梯度图；

其中，1为飞行器，2为热成像仪，3为管道，4为泄漏位置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供的是一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，包括下列步骤：

1)通过携带热成像仪2的飞行器1对高温气体管道3进行拍摄；

2)根据热成像仪2拍摄的图片确定高温气体的泄漏位置4、泄漏面积，并确定高温气体管道3所处的环境温度；

3)根据步骤2)得到的泄漏位置4、泄漏面积和环境温度，进行模拟试验，确定高温气体管道3的泄漏热量：

31)在相同的环境温度和泄漏面积下，对高温气体管道3在不同速度下的气体泄漏情况进行模拟，得到固定泄漏面积下不同速度段对应的温度梯度图；

32)将热成像仪2拍摄的图片与步骤31)中得到的不同速度段对应的温度梯度图进行比对，得到高温气体管道3的泄漏速度；

33)根据步骤32)得到的高温气体管道3的泄漏速度，结合步骤2)中得到的泄漏面积和环境温度进行计算，得到高温气体管道3的泄漏热量：

Q＝C×ρ×V×S×(T_g-T_w)

其中，Q为泄漏热量，C为比热容，ρ为气体密度，V为泄漏速度，S为泄漏面积，T_g为管内温度，T_w为环境温度；

4)根据步骤2)得到的泄漏面积计算维修成本，根据步骤3)得到的泄漏热量计算泄漏损失，通过比较维修成本和泄漏损失判断是否需要对高温气体管道进行维修。

其中，高温气体的泄漏位置的确定方法具体为：分析热成像仪2拍摄的图片的颜色差异，集中显示红色的区域即为高温气体的泄漏位置4。泄漏面积的确定方法具体为：对热成像仪2拍摄的图片进行图像处理得到温度梯度图，根据得到的泄漏位置4，具体为对热成像仪拍摄的图片中相邻颜色的中间相连位置通过实线分离，得到温度梯度图，计算温度梯度图中泄漏位置4处对应的颜色面积，作为高温气体的泄漏面积。高温气体管道3所处的环境温度的确定方法具体为：根据温度梯度图和泄漏位置4，确定温度梯度图的边缘位置，计算该边缘位置对应的温度，作为高温气体管道3所处的环境温度。步骤2)还包括在高温气体的泄漏位置4处，通过遥控器的闪烁进行气体泄漏报警。

该方法的原理为：携带热成像仪2的飞行器1对高处的高温烟气管道3进行检测，获取高温烟气管道3中预定管道的温度分布状况信息。分析温度分布状况信息获取预定范围的管道中，检测颜色出现差异的管道位置，当出现颜色较周围颜色偏红时，从而确定出颜色异常的位置就为泄露口的位置，判断出泄露口之后，遥控器会闪烁报警。通过对热成像仪2拍出来的图片进行处理，与管道温度对应的颜色面积就是泄露口的面积。由于泄露口的温度是要高于周围环境的温度，会产生温度梯队，反映到热成像仪2拍摄的图片中就是颜色梯度，而对应颜色梯度的边缘位置为管道周围的环境温度。然后做模拟实验，即在相同的管道温度和相同面积的小孔条件下，对于不同的小孔速度段，记录管道小孔喷射出的颜色梯度图形面积，这样就能得到一张固定泄露面积在不同速度段下产生的颜色梯度图形对应表。最后由所测量的参数通过热量计算公式计算出泄露量。

本实施例中的具体检测装置如图2所示，携带热成像仪2的飞行器1对高处的高温烟气管道3进行检测，获取高温烟气管道3中的温度分布状况信息。分析温度分布状况信息获取预定范围的管道3中，检测所述颜色出现差异的管道位置，当出现颜色较周围颜色偏红时，从而确定出颜色有异常的位置存在泄露口，判断出泄露口之后，飞行器1的遥控器会闪烁报警。通过对热成像仪2拍出来的图片进行处理，结果如图3所示，与管道温度对应的颜色面积就是泄露口的面积S；对应颜色梯度的边缘位置为管道周围的环境温度T_w。然后做模拟实验，即在相同的管道温度和相同面积的小孔条件下，对于不同的小孔速度段，记录管道小孔喷射出的颜色梯度分布图，这样就能得到一张固定泄露面积在不同速度段下产生的颜色梯度图形对应表。通过检测得到泄露口的颜色梯度图形与实验的颜色梯度图形对应表进行比对，查找出泄露口的速度大小。通过热量计算公式Q＝C×ρ×V×S×(T_g-T_w)计算出管道泄露口泄露的热量。

Claims (9)

1.一种用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

1)通过携带热成像仪的飞行器对高温气体管道进行拍摄；

2)根据热成像仪拍摄的图片确定高温气体的泄漏位置和泄漏面积，并确定高温气体管道所处的环境温度；

3)根据步骤2)得到的泄漏位置、泄漏面积和环境温度，进行模拟试验，确定高温气体管道的泄漏热量。

2.根据权利要求1所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述高温气体的泄漏位置的确定方法具体为：分析热成像仪拍摄的图片的颜色差异，集中显示红色的区域即为高温气体的泄漏位置。

3.根据权利要求1所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述泄漏面积的确定方法具体为：对热成像仪拍摄的图片进行图像处理得到温度梯度图，根据得到的泄漏位置，计算温度梯度图中泄漏位置处对应的颜色面积，作为高温气体的泄漏面积。

4.根据权利要求3所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述图像处理具体为：对热成像仪拍摄的图片中相邻颜色的中间相连位置通过实线分离，得到温度梯度图。

5.根据权利要求3所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述高温气体管道所处的环境温度的确定方法具体为：根据温度梯度图和泄漏位置，确定温度梯度图的边缘位置，计算该边缘位置对应的温度，作为高温气体管道所处的环境温度。

6.根据权利要求1所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述步骤2)还包括在高温气体的泄漏位置处，通过遥控器的闪烁进行气体泄漏报警。

7.根据权利要求1所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述模拟试验具体为：

31)在相同的环境温度和泄漏面积下，对高温气体管道在不同速度下的气体泄漏情况进行模拟，得到固定泄漏面积下不同速度段对应的温度梯度图；

32)将热成像仪拍摄的图片与步骤31)中得到的不同速度段对应的温度梯度图进行比对，得到高温气体管道的泄漏速度；

33)根据步骤32)得到的高温气体管道的泄漏速度，结合步骤2)中得到的泄漏面积和环境温度进行计算，得到高温气体管道的泄漏热量。

8.根据权利要求7所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述高温气体管道的泄漏热量具体为：

Q＝C×ρ×V×S×(T_g-T_w)

其中，Q为泄漏热量，C为比热容，ρ为气体密度，V为泄漏速度，S为泄漏面积，T_g为管内温度，T_w为环境温度。

9.根据权利要求1所述的用于高温气体管道的高处气体泄漏检测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据步骤2)得到的泄漏面积计算维修成本，根据步骤3)得到的泄漏热量计算泄漏损失，通过比较维修成本和泄漏损失判断是否需要对高温气体管道进行维修。