CN108027281A

CN108027281A - 组合式气体泄漏检测及量化

Info

Publication number: CN108027281A
Application number: CN201780003207.6A
Authority: CN
Inventors: 奥默·亚纳伊; 欧内斯特·格林贝格; 吉尔·阿布拉莫维奇; 阿尔贝托·瓦农
Original assignee: Opgal Optronics Indudtries Ltd
Current assignee: Opgal Optronics Indudtries Ltd
Priority date: 2016-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: CN108027281B; IL244775A0; US10809148B2; WO2017168415A1; US20190339158A1; IL244775B

Abstract

提供了气体泄漏监测系统和方法，其使用被配置为捕获图像并检测由其捕获的特定检测位置(SDL)处的气体泄漏的红外摄像机、配置成量化在特定测量点处的气体泄漏的嗅探器、以及与嗅探器和摄像机通信的处理单元，所述处理单元被配置为关联和显示在所捕获的图像或对应SDL的视频内的嗅探器点测量结果。该系统和方法生成与测量期间嗅探器位置的图像相关联的气体泄漏测量结果的文档，例如测量数据显示在嗅探器的图像上，并提供对图像和测量结果的附加组合分析。

Description

组合式气体泄漏检测及量化

发明背景

1.技术领域

本发明涉及泄漏检测领域，并且更具体地，涉及气体泄漏检测。

2.相关技术的讨论

气体泄漏检测是气体存储和处理设施操作中的关键过程。美国专利号8,386,164公开了使用在数据库中存储和更新的位置坐标来定位LDAR(泄漏检测和修复)部件，并且还公开了接收与LDAR部件有关的输入，获得手持式计算机设备的位置坐标以及将手持式计算机设备的位置坐标与LDAR部件相关联；美国专利号8,274,402公开了用于光学泄漏检测的数据收集过程，包括接收与特定区域内的LDAR部件有关的信息，使用摄像机记录预定量的时间内的LDAR部件的视频，将所述视频与所述信息相关联，并将该视频连同该信息存储到位于计算机中的存储器。美国专利号9,228,938公开了检测气体(例如来自交通工具或工厂的燃气羽流、来自油井或气体资源的泄漏气体、或来自未知来源的未识别气体)的特性；通过以扫过的方式将光束通过气体引导到其上散射光束的目标表面，获得从目标表面散射的散射光，并且处理所获得的散射光以确定气体的特性，其中气体的特性包括气体的温度和气体的至少一种成分的量中的至少之一。

多年来，世界各国权威机构都认识到使用嗅探器测量以百万分之几(PPM)计的各种挥发性有机化合物(VOC)的浓度，作为监测气体泄漏的方法。此外，称为方法21的协议由美国环境保护署(EPA)定义。

然而，对环境的影响不仅是因为浓度，还因为释放到大气中的分子总量。因此，更好的标准是质量流率。

截至今天，质量流率是使用关于从PPM到CO2当量的转换的估计和假设及制表间接计算出的。现有技术方法是基于统计学的，因而不准确。

发明概述

以下是提供对本发明的初步了解的简要概述。该概述不一定标识关键元素，也不限制本发明的范围，而仅仅用作对以下描述的介绍。

本发明的一个方面提供了一种气体泄漏监测系统，包括：至少一个红外摄像机，其被配置成捕获图像并检测由其捕获的特定检测位置(SDL)处的气体泄漏；至少一个嗅探器，其被配置为量化特定测量点处的气体泄漏以产生对应的嗅探器点测量结果，以及与所述至少一个嗅探器和所述至少一个红外摄像机通信的至少一个处理单元，所述至少一个处理单元被配置为根据特定测量点与至少一个SDL之间的空间关系，将所述嗅探器点测量结果与至少一个相应的SDL的至少一个图像相关联。

本发明的这些、另外的和/或其它方面和/或优点，在下面的详细描述中进行了阐述；从详细描述是可以推断出的；和/或通过本发明的实践是可以知悉的。

附图说明

为更好地理解本发明的实施例，并示出如何可以付诸实施，现在将仅以举例的方式参照附图，整个附图中类似的标号表示相应的元件或部分。

在附图中：

图1A-1C是根据本发明的一些实施例的气体泄漏监测系统的高层次示意框图；

图2是示出根据本发明的一些实施例的方法的高层次流程图；

图3是示出根据本发明的一些实施例的一个方面的羽流的图；

图4是示出根据本发明的一些实施例的一个方面的羽流的图；

图5是示出了根据本发明的一些实施例的一个方面的两个示意图；以及

图6是示出根据本发明的一些实施例的一个方面的MATLAB图。

本发明的详细描述

在下面的详细描述中，描述了本发明的各个方面。为了说明的目的，阐述了具体配置和细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说将明显的是，本发明可在没有本文所呈现的具体细节的情况下被实践。此外，可能已经省略或简化了众所周知的特征以免模糊本发明。对于附图的特定参考，要强调的是，所示的细节是通过举例的方式且仅仅是出于对本发明的说明性讨论的目的，并且是为了提供认为是本发明的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述而呈现的。在这点上，没有试图以比对本发明的基本理解所必须的细节更详细的程度来显示本发明的结构细节，结合附图的描述使得本领域技术人员明白如何在实践中实施本发明的几种形式。

在详细说明本发明的至少一个实施方案之前，应当理解本发明在其应用中不限于在下面描述中阐述的和在附图中示出的结构细节和部件的结构。本发明可应用于可以以各种方式实施或执行的其他实施例以及公开的实施例的组合。并且，应理解本文采用的措辞和术语是出于描述的目的而不应被看作是限制性的。

除非另有特别规定，正如从下面的讨论明显的，应认识到，在整个说明书讨论中使用术语例如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”、“增强”等指计算机或计算系统或类似的电子计算设备的动作和/或过程，这些设备操作被表示为在计算系统的寄存器和/或存储器内的物理(例如电子的)量的数据，和/或将上述数据转换成类似地被表示为在计算系统的存储器、寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。所公开的模块或单元中的任何一个可以至少部分地由计算机处理器实现。

提供了气体泄漏监测系统和方法，其使用被配置为捕获图像并检测由其捕获的特定检测位置(SDL)处的气体泄漏的红外摄像机、配置成量化在特定测量点处的气体泄漏的嗅探器、以及与嗅探器和摄像机通信的处理单元，该处理单元被配置为关联和显示在对应的SDL的捕获的图像或视频内的嗅探器点测量结果。该系统和方法生成与在测量期间嗅探器位置的图像相关联的气体泄漏测量的文档，例如测量数据显示在嗅探器的图像上，并提供对图像和测量结果的附加组合分析。

图1A-1C是根据本发明的一些实施例的气体泄漏监测系统100的高层次示意框图。可以应用气体泄漏监测系统100来监测任何类型的气体处理设施，例如包括多个反应器和/或容器以及相关管道系统的气体处理设施。气体泄漏监测系统100包括至少一个红外摄像机110，该至少一个红外摄像机110被配置为检测由其(即，由至少一个红外摄像机110)捕获的特定检测位置(SDL)112处的气体泄漏。SDL 112在图1A中以非限制性方式相对于摄像机的视野被指示。SDL 112可以包括预定位置，例如作为检查例程的一部分，和/或可以包括根据任何原因确定的并且用于设施的计划或随机监测的任意位置。因此，系统100可以使用由摄像机110拍摄的SDL图像来提供气体泄漏的第一检测。注意，红外摄像机110(例如，光学气体成像(OGI)、热/红外气体泄漏检测(GLD))提供关于泄漏的存在和位置的视觉信息，但不直接量化泄漏。还要注意的是，由摄像机捕获的图像可以很好地参照包括多个图像的视频序列。

如图1A所示，气体泄漏监测系统100还包括至少一个嗅探器120，其被配置为量化气体泄漏，以在例如部件90(诸如LDAR(泄漏检测和修复)部件或管线、容器等中的任何部件)的特定测量点122处产生相应的嗅探器点测量结果，其可能集成在诸如化学设施的网络中。明确指出的是，所公开的发明适用于气体检测领域中的任何监管程序和任何种类的设施。嗅探器120可以包括任何气体泄漏量化设备，应用任何测量方法，诸如例如火焰离子化检测(FID)、光致电离检测(PID)、有毒气体分析仪(TVA)、高流量采样器等。嗅探器120可执行任何类型的局部气体泄漏测量，例如关于气体量、气体组成和/或关于特定气体或任何气体，诸如分析来自特定测量点122的样本。SDL 112的捕获图像可以但不一定包括嗅探器120或其一部分。

气体泄漏监测系统100还包括与至少一个嗅探器120和至少一个红外摄像机110通信的至少一个处理单元130。处理单元130可以被实现为中央监控系统中的处理模块或者可以被嵌入在摄像机单元110中的独立移动单元。处理单元130可以分别从嗅探器120和摄像机110接收测量结果和图像，并且可能分别相对于测量点122和SDL 112以及关于其任何操作参数，控制嗅探器120和摄像机110。红外成像和相关的嗅探器的测量结果的组合使得能够监测和检测在部件表面90A上方的和在部件90和系统90B范围的泄漏(即监测例如管道系统、生产单元、反应模块等的系统)，如以下所解释的，这是由于实现了对摄像机110和嗅探器120的有效管理。

处理单元130、摄像机110和嗅探器120中的任何一者可以连接到云资源135(例如，通信链路、远程服务器、远程数据库等)，用于彼此通信和/或与附加系统元件通信。处理单元130还可以利用任何源的位置信息(例如，内部或外部GPS-全球定位系统模块，GPS模块与红外摄像机110和/或嗅探器120相关联，或者其他定位单元)并将位置数据合并到图像和测量结果的组合中。关于摄像机110和/或嗅探器120(例如，功能性、操作状态、参数等)的任何附加数据可同样被并入图像和测量结果的组合中。摄像机110和嗅探器120可以是移动的或静止的。处理单元130被配置为根据特定测量点与至少一个SDL之间的空间关系将嗅探器点测量结果与至少一个相应的SDL的至少一个图像相关联。空间关系可以是测量点在SDL内、与其密切相关(例如，与捕获的SDL相邻的嗅探器测量)或在其他空间关系中，可通过模型或近似值驱动(例如，嗅探器测量点可以是SDL的下风处)。处理单元130可以被配置为在捕获的摄像机SDL中或与其相关联地显示嗅探器点测量结果，例如在增强或融合的图像中、在视频序列中、如相关符号或警报或以任何其他图形方式、音频信号、振动信号等。处理单元130可以被配置为实时操作。当嗅探器120在摄像机110的视野内时，和/或当测量点122在一个或更多个SDL 112内时，嗅探器测量结果可以在所捕获的图像中视觉上与成像的嗅探器和/或成像的测量点相关联。例如，处理单元130可以被配置为在与其通信的至少一个显示器140(例如具有被配置向用户提供交互界面的用户界面(例如GUI(图形用户界面))的显示器140)上显示与摄像机图像相关联的嗅探器点测量结果。除了红外摄像机之外，摄像机110可以包括可视范围摄像机，并且可以在对应于在其上示出泄漏检测的红外图像的可视范围图像上，呈现嗅探器测量结果。例如，GUI可以与相应的处理单元130和显示器140相关联，并且被配置为使得用户能够将嗅探器120引导到相应的所捕获的SDL中的测量点，例如，引导到表面90A上的位置和/或其中基于图像或基于其他数据(诸如系统90B中的流量数据)怀疑泄漏的系统90B中。仅将嗅探器120引导至被怀疑的点使得能够显着提高嗅探器的利用效率方面的监测能力。嗅探器120可以自动或手动操作；在后一种情况下，仅将嗅探器120引导至可疑点可降低对人员的风险并提高其监测效率。

处理单元130可以包括至少一个移动处理单元130和具有相关联的显示器140的至少一个静态处理单元130。例如，移动处理单元130可以包括与嗅探器120相关联的多个PDA(个人数据助理设备)、和/或平板电脑、智能手机等；和/或与例如摄像机110和与移动处理单元130通信的一个或更多个中央静态处理单元130相关联并提供中央分析和控制功能的多个处理器。

系统100和/或处理单元130还可以包括至少一个图像处理单元150，其被配置为根据对由摄像机110捕获的图像的图像处理和对应的气体泄漏检测来推断出所需的嗅探器测量点。图像处理单元150可以被配置成例如关于嗅探器的移动和测量点来分析图像数据，并且插值和/或推算嗅探器120的测量数据以增强对泄漏的空间表征。例如，图像处理单元150可以被配置为使用如关于被监测的设施的多个图像的附加信息和/或结构信息来从2D捕获图像推断出3D图像或数据。处理单元130可以被配置为融合来自一个或更多个移动摄像机110的图像，以在许多测量点生成和/或显示嗅探器测量结果的全面的云。处理单元130还可以被配置为使用测量结果来验证和/或增强泄漏扩展的模型，例如由于泄漏而形成的羽流的模型。处理单元130还可以包括或连接到气象模块190，该气象模块190被配置为提供关于泄漏区域的气象数据，并且被配置为使用气象数据来增强对羽流的估计并且因而引导另外的嗅探器测量结果和摄像机SDL。气象模块190可以被配置成提供在检测到的泄漏的区域处的气象数据，并且处理单元130可以被进一步配置为提供从嗅探点测量结果和捕获的图像推断出的量化的泄漏羽流数据。例如，系统100可以包括静态摄像机110，其反复捕获泄漏区域，并且系统100引导许多嗅探器120以将羽流映射到泄漏区域内。处理单元130可以被配置为在显示器140上呈现被分析的羽流，并且对羽流的不同区域处的气体浓度进行量化评估(例如，可能根据密度进行颜色编码)。由此，系统100可以提供对由摄像机110捕获的定性图像的量化增强。

系统100和/或处理单元130可以包括至少一个引导模块170，其被配置为根据由摄像机110捕获的SDL 112、关于捕获的SDL的图像处理数据和辅助数据建议嗅探器测量点122。例如，在通过摄像机110对设施进行扫描并对泄漏进行初步检测之后，可以分配一个或更多个嗅探器120来测量在被怀疑区域中的一个或更多个测量点处的泄漏，例如在一个或更多个SDL112中由摄像机110进行连续捕获。例如，处理单元130可以被配置为检测最高嗅探器点测量结果，并且控制红外摄像机110以捕获相应的测量点的至少一个图像。

测量数据可以与所捕获的图像相关联，例如元数据、嵌入图像的数据和/或在对应的数据库。例如，测量数据可以与对应的嗅探器120相关联，所述对应的嗅探器120对在例如通过相应的摄像机110得到的其图像上的测量结果进行加工。测量数据和相关联的成像(在可见光范围内和/或在红外范围内的图像、视频、音频等)可以被标记并存储在本地和/或基于云的数据库中(参见云135)。位置测量(例如，通过GPS)可以增加任何相应的数据。摄像机110和嗅探器120可以永久地或临时地相互关联，例如配对。摄像机110和嗅探器120之间的配对可以由处理单元130管理。数据传输可以是有线和/或无线的(例如，通过诸如云135和/或内部通信网络的通信链路)。

如图1B-1D所示，处理单元130或其部分可以是摄像机单元120、嗅探器单元110的一部分和/或可以在云135上运行。例如(图1B)，处理单元130或其部分可以包含于摄像机单元110中，并且系统100可以由两个用户操作——一个用户操作嗅探器120而另一个用户操作摄像机110，后者接收来自前者的嗅探器测量结果，嗅探器测量结果由处理单元130在摄像机图像上直接显示，并用于就附加测量引导嗅探器用户。在另一个示例中(图1C)，处理单元130或其部分可以被包含于云服务135中，并且被配置为根据从摄像机110和嗅探器120传送给其的输入，来提供捕获的图像和传感器测量结果。在又一个示例中(图1D)，处理单元130或其部分可以包含于嗅探器单元120中并且被配置为接收由摄像机110捕获的图像并且将嗅探器测量结果并入捕获的图像中。在图1B-1D中，系统100可以仅包括两个物理元件(摄像机110和嗅探器120)来实现所公开的能力。系统100可以被配置为实时提供捕获的图像和被并入的嗅探器测量结果。

系统100和/或处理单元130可以包括至少一个监测模块160，其被配置为记录和监测空间上与由摄像机110捕获的图像相关联的嗅探器测量点。例如，监测模块160可以被配置为连续地监测设施的特定部分或整个设施，可能涉及多个系统90B并且关于多个表面90A。在检测到泄漏的情况下，监测模块160可以被配置成例如使用一个或更多个摄像机110和相应的一个或更多个嗅探器120，在修复泄漏期间和/或之后验证和监测相应的区域。如上面关于测量数据进行的描述，可以保存类似的修复监测文件。在非限制性示例中，处理单元130可以被配置为生成包括泄漏检测的指示和嗅探器点测量结果的指示的捕获的摄像机SDL的视频。视频可以被流传输到监测模块160和/或流传输到专用监测设备，和/或流传输到具有显示器140的PDA或平板电脑，在该显示器140上提供远程可视化以使远程技术人员能够基于图像定位例如最高浓度。

系统100和/或处理单元130可以包括至少一个报告模块180，其被配置为分析和报告空间上与由摄像机捕获的图像相关联的过去的嗅探器测量点。在需要的情况下可以提供泄漏监测、修复和修复验证的完整文件，例如以优化系统100的操作，改进对摄像机110和嗅探器120的管理，关于监控设施的操作进行进一步研究并用于监管目的。报告模块180可以被配置为基于由摄像机110捕获的与捕获的红外图像相对应的检测到的泄漏区域的视觉范围图像来提供报告，并且示出泄漏的部件。报告模块190可以被配置为使用视觉范围图像和/或视频来执行报告。可以使用报告来验证泄漏的处理并且引导嗅探器120来验证泄漏已被正确地修补。

例如，一个操作员可以操作摄像机110来检测气体，而另一个操作员可以根据摄像机检测来操作嗅探器120以测量特定点的气体泄漏。任何一个操作员可以具有PDA以与相应的摄像机110和/或嗅探器120对接并与中央处理单元130通信。在另一个示例中，单个操作员可以操作摄像机110和嗅探器120两者，例如通过将摄像机110放置在具有所需SDL 112的特定位置处并根据摄像机检测和指示操作在SDL 112内的嗅探器120来测量特定测量点122。在任一情况下，通过嗅探器120记录正在进行的测量可以包括将嗅探器的测量结果和测量点至少部分地直接关联到由摄像机110捕获的图像中。

摄像机110和嗅探器120可以作为独立元件和作为系统100的一部分来充分运作，并且可以包括各种通信模块，诸如各种无线或有线通信(例如，蓝牙、WiFi、互联网接入等)。PDA可以包括例如平板电脑、智能手机或具有处理和通信能力的任何其他设备。系统可以配置为存储图像和测量结果，共享它们，推断得出报告，并分析结果。GPS(全球定位系统)模块可以被包含在摄像机110和/或嗅探器120中，并且被配置为提供关于SDL 112和测量点122的位置数据。

图2是根据本发明的某些实施例的方法200的高层次流程图。方法200可以包括使用至少一个红外摄像机检测在由至少一个红外摄像机捕获的特定检测位置(SDL)处的气体泄漏(阶段210)，使用至少一个嗅探器对在特定测量点处的气体泄漏进行量化(阶段220)，(可能实时地)将嗅探器点测量结果与相应的SDL的图像相关联(阶段230)，并且可能显示相关联的嗅探点测量结果连同相应的SDL的相关联的图像。

方法200可以进一步包括检测最高嗅探器点测量结果(阶段222)并控制至少一个红外摄像机以捕获相应的测量点的至少一个图像(阶段224)和/或显示检测到的最高嗅探器点测量结果连同相应的SDL的图像(阶段234)。

方法200可以进一步包括根据对由摄像机捕获的图像的图像处理和对应的气体泄漏检测推断出所需的嗅探器测量点(阶段240)。方法200可以进一步包括将嗅探器引导至相应的捕获的SDL中的测量点(阶段250)。推断出的嗅探器测量点可以包括根据摄像机图像被怀疑泄漏的点并且将嗅探器引导至这些点可以提高监测的效率。

方法200可以进一步包括记载和监测在空间上与由摄像机捕获的图像相关联的嗅探器测量点(阶段260)。方法200可以进一步包括生成捕获的摄像机SDL的一个或更多个视频，该一个或更多个视频包括对泄漏检测的指示和嗅探器点测量结果的指示(阶段262)并且可能例如由监测技术人员和/或自动化单元进行远程地流传输视频，以能够定位泄漏(阶段264)。

方法200可以进一步包括分析和报告在空间上与由摄像机捕获的图像相关联的过去的嗅探器测量点(阶段270)。这些方法阶段是以较详细的方式相对于上述系统100进行描述的，并且可选地被配置为实施方法200。

相对于现有技术，如在美国专利号8,386,164和8,274,402中所描述的，本公开将嗅探器气体泄漏测量结果并入由气体检测红外摄像机捕获的图像中，并提供基于该数据并入的扩展的监测和分析系统，以及提供对整个设施的气体泄漏检测操作的扩展的且可追踪的指导、和对整个设施的气体泄漏检测操作的文档。

有利的是，系统100和方法200也提供了实质的监管益处，因为所有监测和修复过程都可以以可检索的方式进行记载。具体而言，可以将详细的测量结果无缝地并入到设施和其测量过程本身的可视化文档中(嗅探器120在测量期间由摄像机110成像)。当前的气体泄漏检测元件可以被并入到系统100中和/或根据方法200来进行操作，并且所有数据可以被本地和/或远程地存储。

本发明的又一个实施例提出改进使用热感摄像机的方法，以便获得执行经由嗅探器对气体泄漏的测量的最佳位置处的可视化数据。上述方法中的摄像机用作检测泄漏源、以及用于将嗅探器朝向该源进行布置、以及用于记载该测量过程的装置。这一系列步骤可以描述为：检测、引导和记录。

本发明的实施例建议，通过生成包含浓度样本且然后浓度样本在体积上被并入以产生对羽流中的气体分子的量的较好的估计的气体羽流的3D模型，来直接测量泄漏的规模(以绝对值)。这种方法消除了统计和表格的使用，并且为直接测量气体量提供了更准确和更省时的方法。

又一个实施例结合了成像和物理测量单元。物理测量单元(嗅探器)可以被配置为定位成像设备以用于关联空间位置和浓度测量结果，以便生成空间3D模型。嗅探器上的加速度计的使用还可以提供用于定位成像设备的运动学数据。成像还可以从声纳/雷达或结构光获取定位数据。

本发明的实施例是有利的，因为它们了添加云映射和对云中气体分子的总量的计算。

申请人进一步改进了设计并提出了以下提供使用OGI摄像机产生3D气体羽流重建的概念。

使用图像引导的嗅探器进行的气体感测测量位置，生成3D气体等浓度图。该图可以在摄像机的显示器上呈现，其中每个引导位置还接收浓度的可视化表示(例如，某种颜色的点)。

原始感测引导和测量结果显示都作为增强现实反馈在实时图像上呈现给操作员。数据也被存储用于可选的离线分析。

图3是为了便于表示而在稳定状态且没有风的情况下显示羽流近似对称(不管羽流内的小规模的时间相关的运动和浓度如何变化)的图。呈现了浓度值在一定的相隔(standoff)距离Z处的横向(XY)分布。每个点表示在摄像机的视野内见到的气体浓度测量位置。实际上，每个位置都是沿着视野的多个位置。

通过测量设备(例如但不限于激光测量仪)实现对相隔位置(从嗅探器到摄像机)的测量(measurement of standoff location)。

因此，生成3D气体浓度图。

需要指出的是，摄像机对比度不仅仅是一个函数浓度，而是通过下面的公式与气体与环境温度差、气体吸收、密度和路径相关：

f(deltaT)*exp(-(吸收[cm²/分子]*密度[分子/cm³]*路径[cm]))

因此，在测量浓度与图像对比位置之间没有一对一的单调函数关联(在这种情况下，单个等浓度线将与单个对比度级吻合，这是不正确的。另外，单个像素是3D中的一个窄金字塔，沿着它有不同的气体浓度。

图4图示了沿目标泄漏点周围的单个像素视野(IFOV)进行的测量。一旦浓度下降到代表可视化限制的某个值以下。每个点表示在相同像素的视野中看到的气体浓度测量位置。像素体积实际上被限定为代表可视化限制(OGI操作员不能再看到气体)的值，OGI摄像机的假定检测限制(橙色)。箭头代表局部浓度值。

泄漏相隔位置是浓度达到峰值的地方。与该相隔距离对应的表示某个低阈值(例如2％)的等浓度值的浓度点将表示从摄像机的显示器看到的羽流轮廓。在图3中，棕色点将位于表示羽流轮廓的等浓度曲线上。这可以作为增强现实(an augmented reality)呈现在显示器上。

针对不同的风速将生成不同的等浓度值和羽流轮廓。

这样，从摄像机观察的羽流形状和体积以及轮廓及其浓度分布就会被生成并用图形描绘。

图5显示了气体云的两个图，上部显示的是前进方向，而下部显示的是如何“切割”气体云以帮助计算其中的气体量。气体摄像机本质上是二维的，并且建议使用适当的投影以转换成3D。

为了量化气体的量，建议将气体云作为“壳”的资产联系起来，随着我们远离泄漏源(如图3所示)，浓度逐渐降低。因此，气体总量的计算将通过(在体积上)积分由嗅探器获得的采样浓度来实现。

根据一个实施例，通过在位于嗅探器的探针上的显示器上呈现由摄像机捕获的视频，来实现对持有嗅探器的用户的空间引导。从而实时从摄像机流传输到嗅探器，使得用户将知道将探针放置在何处。

图6是一个MATLAB仿真，其示出的是可以通过嗅探器测量的空间上PPM浓度值变化与OGI的更受限的检测包络的关系。这示出的是创建气体云的3D模型的好处，因此气体云的所有部分都将包含在总量的计算中。

在上述描述中，实施例是本发明的例子或实现方式。“一个(one)实施方案”、“一个(an)实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”的各个出现不一定全部是指相同的实施方案。尽管本发明的各种特征可以在单个实施例的上下文中进行描述，但是这些特征也可以单独地或以任何合适的组合提供。相反，尽管为了清楚起见，本发明可在本文中在单独实施例的上下文中进行描述，但是本发明也可以在单个实施例中实现。本发明的某些实施例可以包括以上公开的不同实施例中的特征，并且，某些实施例可以并入以上公开的其它实施例的元素。本发明在特定实施例的背景下对元素的公开不应被理解为限制它们仅在特定实施例中使用。而且，应当理解，本发明可以以各种方式完成或实践，并且，本发明可以在不同于上述描述中阐述的实施方案的某些实施方案中实现。

本发明并不限于这些图或相应的描述。例如，流程不需要移动经过每个示出的框或状态，或按照与图示和描述完全相同的顺序移动。本文使用的技术和科学术语的含义是如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义，除非另有规定。虽然本发明关于有限数量的实施方案进行了描述，但是这些不应被解释为对本发明的范围的限制，而是应作为一些优选实施方案的示例。其他可能的变化、修改和应用也落入本发明的范围内。

Claims

1.一种气体泄漏监测系统，包括：

至少一个红外摄像机，所述至少一个红外摄像机被配置为捕获图像并检测在由所述至少一个红外摄像机捕获的特定检测位置(SDL)处的气体泄漏，

至少一个嗅探器，所述至少一个嗅探器被配置为量化在特定测量点处的所述气体泄漏以产生对应的嗅探器点测量结果，以及

至少一个处理单元，所述至少一个处理单元与所述至少一个嗅探器和所述至少一个红外摄像机通信，所述至少一个处理单元被配置成根据在所述特定测量点和所述至少一个SDL之间的空间关系，将所述嗅探器点测量结果与至少一个相应的SDL的至少一个图像相关联。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述至少一个处理单元通信的至少一个显示器，其中，所述至少一个处理单元还被配置为将相关联的嗅探器点测量结果连同所述至少一个图像显示在所述至少一个显示器上。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理单元还被配置为检测最高嗅探器点测量结果，并控制所述至少一个红外摄像机以捕获相应的测量点的至少一个图像。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个图像处理单元，所述至少一个图像处理单元被配置为根据对由所述至少一个摄像机捕获的图像的图像处理以及对应的气体泄漏检测，来推断出所需的嗅探器测量点。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的系统，还包括与相应的处理单元和显示器相关联的至少一个图形用户界面(GUI)。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个GUI被配置为使得用户能够将所述至少一个嗅探器引导至相应的所捕获的SDL中的测量点。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个处理单元还包括引导模块，所述引导模块被配置为根据由所述至少一个摄像机捕获的SDL来建议嗅探器测量点。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个处理单元还包括监测模块，所述监测模块被配置为记载和监测在空间上与由所述至少一个摄像机捕获的图像相关联的嗅探器测量点。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个处理单元还被配置为生成捕获的摄像机的SDL的视频，所述捕获的摄像机的SDL的视频包括泄漏检测的指示和所述嗅探器点测量结果的指示。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个处理单元还包括报告模块，所述报告模块被配置为分析并报告在空间上与由所述至少一个摄像机捕获的图像相关联的过去的嗅探器测量点。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括可视范围摄像机，所述可视范围摄像机被配置为提供检测到的泄漏的区域的至少一个可视范围图像，其中，所述报告模块被配置为使用所述至少一个可视范围图像来执行所述报告。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个处理单元还包括气象模块，所述气象模块被配置为提供在检测到的泄漏的区域处的气象数据，并且其中，所述至少一个处理单元还被配置为提供从所述嗅探器点测量结果和所捕获的图像中推断出的量化泄漏羽流数据。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个处理单元与以下中的至少一项之间的通信是无线的：所述至少一个嗅探器和所述至少一个红外摄像机。

14.一种方法，包括：

使用至少一个红外摄像机检测在由所述至少一个红外摄像机捕获的特定检测位置(SDL)处的气体泄漏，以及

使用至少一个嗅探器量化在特定测量点处的气体泄漏，以产生对应的嗅探器点测量结果，

根据所述特定测量点和所述至少一个SDL之间的空间关系，将所述嗅探器点测量结果与至少一个相应的SDL的至少一个图像相关联。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括将相关联的嗅探器点测量结果连同所述至少一个图像一起显示。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括根据对由所述至少一个摄像机捕获的图像的图像处理和对应的气体泄漏检测来推断出所需的嗅探器测量点。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括检测最高嗅探器点测量结果，控制所述至少一个红外摄像机以捕获相应的测量点的至少一个图像，并且将所述最高嗅探器点测量结果与所述相应的测量点的至少一个图像相关联。

18.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述至少一个嗅探器引导至所述相应的SDL的所述至少一个图像中的测量点。

19.根据权利要求14-18中的任一项所述的方法，所述方法是实时进行的。

20.根据权利要求14-19中的任一项所述的方法，还包括记载和监测在空间上与由所述至少一个摄像机捕获的图像相关联的嗅探器测量点。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括生成捕获的摄像机SDL的视频，所述捕获的摄像机SDL的视频包括泄漏检测的指示和所述嗅探器点测量结果的指示。

22.根据权利要求14所述的方法，还包括分析和报告在空间上与由所述至少一个摄像机捕获的图像相关联的过去的嗅探器测量点。