CN114778037A - 用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法 - Google Patents
用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114778037A CN114778037A CN202210226874.3A CN202210226874A CN114778037A CN 114778037 A CN114778037 A CN 114778037A CN 202210226874 A CN202210226874 A CN 202210226874A CN 114778037 A CN114778037 A CN 114778037A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- medium
- wave
- wave infrared
- infrared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 63
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 33
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 28
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- -1 cyclane Chemical class 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/38—Investigating fluid-tightness of structures by using light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
本发明提出了一种用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法，监测装置包括：中波红外光学镜头、中波窄带滤光片组件、中波红外焦平面探测器及像处理电路。中波红外光学镜头用于接收目标红外辐射，中波窄带滤光组件位于中波红外光学镜头的上游或下游，用于在红外目标辐射的光路上切入或切出窄带滤光片。中波红外焦平面探测器位于中波红外光学镜头和中波窄带滤光片组件的下游，用于完成光电转换。成像处理电路位于中波红外焦平面探测器的下游，用于处理得到切入中波窄带滤光片的第一图像和切出中波窄带滤光片切出的第二图像，并将第一图像和第二图像经过配准后差分得到处理图像，以基于处理图像监测判断是否发生石油泄漏事件。
Description
技术领域
本发明涉及石油泄漏检测技术领域，尤其涉及一种用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法。
背景技术
石化行业作为国民经济的能源支柱产业，为社会发展提供必要的石油能源和化工产品，石油是重要的能源和工业原料，对其进行安全生产、存储和运输关系到社会发展和经济提升。然而，石油产品中包含多种易燃、润滑物质，与电力、煤炭等其他能源相比，这些油品的运输往往采用油轮、管道、铁路及公路等方式，涉及的危险因素多，过程复杂，非常容易出现安全事故，例如，在采用铁路及公路的运输方式过程中，若发生石油(或称原油)泄漏，滴落到运输车辆的轮毂上，由于润滑剂的效应将极大地降低车辆的刹车性能，进而造成车祸；由于易燃效应的存在，紧急制动时容易产生电弧，进而造成火灾。因此迫切需要在石油发生微量泄漏的早期及时进行探测和维修，可有效排除事故隐患，并将损失降低到最小。
近年来，几次重大的石油(或称原油)泄漏事故造成了严重的人力、物力和财力的损失。传统的石油(或称原油)行业普遍使用基于接触式探测原理的定点在线式或手持式泄漏点探测仪，虽然灵敏度较高，但对于无法到达或无法接触的监测条件下以及运输过程的动态监测尚无法快速准确完成。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何在无法到达或无法解除的监测条件下，进行石油运输过程中泄露事件的动态监测，本发明提出一种用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法。
根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，所述监测装置用于石油泄漏事件的监测，所述监测装置包括：
中波红外光学镜头，用于接收目标红外辐射；
中波窄带滤光片组件，沿目标红外辐射的传输方向，所述中波窄带滤光组件位于所述中波红外光学镜头的上游或下游，用于在红外目标辐射的光路上切入或切出窄带滤光片；
中波红外焦平面探测器，沿目标红外辐射的传输方向，所述中波红外焦平面探测器位于所述中波红外光学镜头和所述中波窄带滤光片组件的下游，用于完成光电转换；
成像处理电路，沿目标红外辐射的传输方向，所述成像处理电路位于所述中波红外焦平面探测器的下游，用于处理得到切入所述中波窄带滤光片的第一图像和切出所述中波窄带滤光片切出的第二图像，并将所述第一图像和所述第二图像经过配准后差分得到处理图像，以基于所述处理图像监测判断是否发生石油泄漏事件。
根据本发明的一些实施例，所述监测装置还包括用于输出所述处理图像的对外视频接口。
在本发明的一些实施例中，所述中波窄带滤光片组件包括：
窄带滤光片；
执行机构，所述窄带滤光片设于所述执行机构；
驱动源，与所述执行机构连接，用于驱动所述执行机构运动，以控制所述窄带滤光片的切入和切出。
根据本发明的一些实施例，成像处理电路进行的图像处理包括：非均匀校正、盲闪元处理及图像配准差分处理。
在本发明的一些实施例中，所述中波红外焦平面探测器为制冷型或非制冷型中波红外焦平面探测器。
根据本发明的一些实施例，所述中波窄带滤光片的尺寸不小于所述中波红外焦平面探测器和/或所述中波红外光学镜头的尺寸，以使目标红外辐射通过所述中波窄带滤光片入射到所述中波红外焦平面探测器。
在本发明的一些实施例中，所述窄带滤光片为透过3.2μm～3.5μm波段范围的窄带滤光片。
根据本发明的一些实施例，所述目标红外辐射为运输石油的车辆、火车或管道的目标红外辐射。
根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测方法，所述监测方法采用如上所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置进行石油泄漏事件的监测，所述监测方法包括：
S100，同一场景下，中波窄带滤光片切入光路，得到第一红外图像；
S200，同一场景下，中波窄带滤光片切出光路，得到第二红外图像；
S300，成像处理电路对采集的第一红外图像和第二红外图像进行处理后分别得到第一图像和第二图像；
S400，对所述第一图像和所述第二图像进行图像的配准差分处理，得到配准后的处理图像；
S500，基于所述处理图像判断是否发生石油泄漏时间及泄漏事件发生的准确位置。
根据本发明的一些实施例，在所述监测装置包括对外视频接口时，所述监测方法还包括：
S600，通过所述对外视频接口将所述处理图像输出到后端处理器或显示终端。
本发明提出的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置记装置，解决了现有石油(或称原油)泄漏监测系统中无法实现运输过程中的有效检测、检测过程危险、检测效率低、定位困难等问题。本发明利用中波红外光学镜头对入射的红外辐射进行聚焦，利用中波窄带滤光片运动执行机构带动窄带滤光片的切入切出光路，利用中波红外焦平面探测器实时获取红外图像，通过中波红外图像机芯成像处理电路完成图像配准差分的实时处理及输出显示，进而实现石油(或称原油)运输过程泄漏的有效检测。本发明公开的石油(或称原油)泄漏的监测装置具有结构紧凑、非接触、实时性、快速定位的优点。
附图说明
图1为根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法原理示意图；
图2为根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法的图像处理过程的流程图；
附图标记：
红外目标101，中波红外光学镜头102，执行机构103，窄带滤光片104，驱动源105，中波红外焦平面探测器106，像处理电路107，第一图像108，第二图像109，处理图像110，对外视频接口111。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
本发明中说明书中对方法流程的描述及本发明说明书附图中流程图的步骤并非必须按步骤标号严格执行，方法步骤是可以改变执行顺序的。而且，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
石油(或称原油)主要由碳、氢、硫、氮和氧五种元素组成，其中，碳元素的含量为83.0％～87.0％，氢元素的含量为10.0％～14.0％。原油中主要含有烷烃、环烷烃、芳香烃，一般不含烯烃。汽油、煤油、柴油等石油产品则还有一定量的烯烃。
根据美国国家研究院的光谱数据处理得到常见烷烃、环烷烃、烯烃和芳香烃的光谱透过率曲线，可以发现，各物质虽然在原子数、结构、化学键上存在差异，但红外透过率曲线在一定程度上很相似，尤其是在3.2μm～3.5μm附近。因此，石油(或称原油)主要泄漏成分能够强烈吸收3.2μm～3.5μm范围的红外辐射，该波长范围位于3μm～5μm的中波红外工作波段，同时结合红外成像非接触测量的特点，本发明提出一种石油(或称原油)泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法。本发明基于石油(或称原油)的红外光谱特性及非接触、实时动态监测的特点，采用中波红外配准差分成像监测装置及方法，应用于中波红外探测器(包含制冷及非制冷型)组成中波红外成像监测系统进行石油(或称原油)运输过程的泄漏监测。
如图1所示，根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，监测装置用于石油泄漏事件的监测，监测装置包括：中波红外光学镜头102、中波窄带滤光片组件、中波红外焦平面探测器106及成像处理电路107。
中波红外光学镜头102用于接收目标红外辐射。如图1所示，红外目标101可以为运输石油的火车、车辆或管道等。
沿目标红外辐射的传输方向，中波窄带滤光组件位于中波红外光学镜头102的上游或下游，用于在红外目标101辐射的光路上切入或切出窄带滤光片104。
沿目标红外辐射的传输方向，中波红外焦平面探测器106位于中波红外光学镜头102和中波窄带滤光片104组件的下游，用于完成光电转换。
沿目标红外辐射的传输方向，成像处理电路107位于中波红外焦平面探测器106的下游，用于处理得到切入中波窄带滤光片104的第一图像108和切出中波窄带滤光片104切出的第二图像109，并将第一图像108和第二图像109经过配准后差分得到处理图像110，以基于处理图像110监测判断是否发生石油泄漏事件。
根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，解决了现有石油(或称原油)泄漏监测系统中无法实现运输过程中的有效检测、检测过程危险、检测效率低、定位困难等问题。本发明利用中波红外光学镜头102对入射的红外辐射进行聚焦，利用中波窄带滤光片运动执行机构103带动窄带滤光片104的切入切出光路，利用中波红外焦平面探测器106实时获取红外图像，通过中波红外图像机芯成像处理电路107完成图像配准差分的实时处理及输出显示，进而实现石油(或称原油)运输过程泄漏的有效检测。本发明公开的石油(或称原油)泄漏的监测装置具有结构紧凑、非接触、实时性、快速定位的优点。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，监测装置还包括用于输出处理图像110的对外视频接口111。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，中波窄带滤光片组件包括：窄带滤光片104、执行机构103和驱动源105。
其中，窄带滤光片104设于执行机构103，驱动源105与执行机构103连接，用于驱动执行机构103运动，以控制窄带滤光片104的切入和切出。由此，可以通过驱动源105驱动执行机构103实现窄带滤光片104的切入、切出控制。
根据本发明的一些实施例，成像处理电路107进行的图像处理包括：非均匀校正、盲闪元处理及图像配准差分处理。也就是说，成像处理电路107可以用于对图像进行非均匀校正、盲闪元处理及图像配准差分处理。例如，成像处理电路107可以包含光电转换的图像采集部分、图像处理部分、数字与模拟图像的成像输出部分。
在本发明的一些实施例中，中波红外焦平面探测器106为制冷型或非制冷型中波红外焦平面探测器106。也就是说，中波红外焦平面探测器106可以采用制冷型中波红外焦平面探测器106，也可以采用非制冷型中波红外焦平面探测器106。
根据本发明的一些实施例，中波窄带滤光片104的尺寸不小于中波红外焦平面探测器106和/或中波红外光学镜头102的尺寸，以使目标红外辐射通过中波窄带滤光片104入射到中波红外焦平面探测器106。需要说明的是，由于中波窄带滤光片组件既可以设置于中波红外光学镜头102的上游，也可以设置于或中波红外光学镜头102的下游。通过将中波窄带滤光片104的尺寸不小于中波红外焦平面探测器106和/或中波红外光学镜头102的尺寸，可以使目标红外辐射通过中波窄带滤光片104入射到中波红外焦平面探测器106。
在本发明的一些实施例中，窄带滤光片104为透过3.2μm～3.5μm波段范围的窄带滤光片104。
根据本发明的一些实施例，目标红外辐射为运输石油的车辆、火车或管道的目标红外辐射。也就是说，目标红外辐射既可以是运输石油的车辆发出的红外辐射，也可以是运输石油的火车发出的红外辐射，还可以是运输石油的管道发出的红外辐射，从而可以实现对运输石油的车辆、火车或管道等泄漏事件的监测。
根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测方法，监测方法采用如上所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置进行石油泄漏事件的监测，监测方法包括：
S100，同一场景下，中波窄带滤光片104切入光路，得到第一红外图像；
S200，同一场景下，中波窄带滤光片104切出光路，得到第二红外图像；
S300，成像处理电路107对采集的第一红外图像和第二红外图像进行处理后分别得到第一图像108和第二图像109；
S400，对第一图像108和第二图像109进行图像的配准差分处理，得到配准后的处理图像110；
S500，基于处理图像110判断是否发生石油泄漏时间及泄漏事件发生的准确位置。
根据本发明实施例的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测方法，解决了现有石油(或称原油)泄漏监测系统中无法实现运输过程中的有效检测、检测过程危险、检测效率低、定位困难等问题。本发明利用中波红外光学镜头102对入射的红外辐射进行聚焦，利用中波窄带滤光片运动执行机构103带动窄带滤光片104的切入切出光路，利用红外焦平面探测器实时获取红外图像，通过中波红外图像机芯成像处理电路107完成图像配准差分的实时处理及输出显示，进而实现石油(或称原油)运输过程泄漏的有效检测。本发明公开的石油(或称原油)泄漏的监测方法具有结非接触、实时性、快速定位的优点。
根据本发明的一些实施例，在监测装置包括对外视频接口111时，监测方法还包括：
S600，通过对外视频接口111将处理图像110输出到后端处理器或显示终端。
下面参照附图以一个具体的实施例详细描述根据本发明的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性描述，而不应理解为对本发明的具体限制。
本发明提出提供一种用于石油(或称原油)泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法，根据石油(或称原油)主要成分能够强烈吸收3.2μm～3.5μm范围的红外辐射特性，与3μm～5μm的中波红外光谱的其他物质的吸收光谱进行有效区分的理论。
如图1和图2所示，表明了本发明的具体实施方式，本发明可以有效解决现有石油(或称原油)泄漏检测装置及方法中，无法实现运输过程中的有效检测、检测过程危险、检测效率低、定位困难等问题。
本发明实现同一场景下，在中波红外焦平面探测器106或中波红外光学镜头102前通过运动执行机构103将与石油(或称原油)光谱特性3.2μm～3.5μm匹配的窄带滤光片104切入、切出光路，当运动执行机构103切入光路后得到一幅通过3.2μm～3.5μm窄带滤光片104的第一红外图像，当运动执行机构103切出光路后得到一幅通过3μm～5μm波段的第二红外图像。分别对两幅图像进行非均匀校正、盲闪元处理等算法处理，得到两幅图像Ii(即图1中所示的第一图像108)、Ij(即图1中所示的第二图像109)；对第一图像108和第二图像109进行配准差分处理进而得到仅含有与石油(或称原油)物质的红外图像Io(即图1中所示的处理图像110)，图像配准差分公式为：
Io＝f(k)Ii-Ij；
监测装置整体结构紧凑，同时减少切入滤光片后进入滤光片本身而带来能量的损失或其他干扰等因素的影响，快速、准确、有效地实现石油(或称原油)运输过程的泄漏监测。
如图1所示，本发明公开的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置包括：中波红外光学镜头102、执行机构103、窄带滤光片104、驱动源105、中波红外焦平面探测器106、像处理电路107及对外视频接口111。
上述的各部件的位置关系为：运输石油(或称原油)的红外目标101红外辐射沿光路入射方向依次为中波红外光学镜头102、中波窄带滤光片运动执行机构103(中波红外光学镜头102与中波窄带滤光片运动执行机构103位置可以互换)、中波红外焦平面探测器106、中波红外图像机芯成像处理电路107、对外视频接口111。
如图1所示，石油(或称原油)目标101红外辐射沿光路入射方向经过中波红外光学镜头102及中波窄带滤光片运动执行机构103(中波红外光学镜头102与中波窄带滤光片运动执行机构103位置可以互换)后到达中波红外焦平面探测器组件106完成光电转换，经过中波红外图像机芯成像处理电路107完成非均匀校正、盲闪元处理、图像配准差分处理等算法的处理之后得到数字或模拟图像通过对外视频接口111将石油(或称原油)泄漏的图像数据输出到后端处理器或显示终端。
中波窄带滤光片组件由执行机构103、由窄带滤光片104和中波窄带滤光片运动执行机构驱动源105构成，其中，中波红外焦平面探测器106为制冷型或非制冷型中波红外焦平面探测器。
中波窄带滤光片运动执行机构103可以放在中波红外焦平面探测器106前也可以放在中波红外光学镜头102前。
中波窄带滤光片104应与中波红外焦平面探测器106或中波红外光学镜头102的结构尺寸相当或大于其结构尺寸，保证到达探测器焦面的红外辐射应均通过滤光片。
中波窄带滤光片运动执行机构103的切入、切出两种状态应相互无干涉，保证到达探测器焦面的红外辐射状态应不受干涉遮挡的影响。
中波红外图像机芯成像处理电路107通过中波图像处理方法进行数据处理：
中波图像处理方法包括以下步骤：
S100，同一场景下，中波窄带滤光片运动执行机构103切入光路，得到一幅通过3.2μm～3.5μm窄带滤光片104后成像的第一红外图像；
S200，同一场景下，中波窄带滤光片104运动执行机构103切出光路，得到一幅通过3μm～5μm波段成像的第二红外图像；
S300，中波红外图像机芯成像处理电路107对采集的两幅红外图像进行非均匀校正、盲闪元填充、增强、对比度等处理得到两幅图像Ii、Ij；
S400，3.2μm～3.5μm波段的中波红外图像Ii与3μm～5μm波段的中波红外图像Ij进行图像的配准，根据图像配准差分公式，对两幅图像进行差分处理得到配准后的图像Io；
S500，图像Io中仅含有石油(或称原油)物质，进而标注出石油(或称原油)是否泄漏及其泄漏的准确位置；
S600，采用数字及模式图像编码方式输出图像数据到后端处理器或显示终端。
综上所述，本发明实现同一场景下，在中波红外焦平面探测器106或中波红外光学镜头102前通过运动执行机构103将与石油(或称原油)光谱特性3.2μm～3.5μm匹配的窄带滤光片104切入、切出光路，当运动执行机构103切入光路后得到一幅通过3.2μm～3.5μm窄带滤光片104的图像，当运动执行机构103切出光路后得到一幅通过3μm～5μm波段的图像。分别对两幅图像进行非均匀校正、盲闪元处理等算法处理，得到两幅图像Ii、Ij；对图像Ii、Ij进行配准差分处理进而得到仅含有与石油(或称原油)物质的红外图像Io，使得石油(或称原油)物质被探测器探测到，提供一种用于石油(或称原油)泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法。利用中波红外光学镜头102对入射的红外辐射进行聚焦，利用中波窄带滤光片104运动执行机构103带动窄带滤光片104的切入、切出光路，利用红外焦平面探测器实时获取红外图像，通过中波红外图像机芯成像处理电路107完成图像的实时处理及输出显示，进而实现石油(或称原油)运输过程泄漏的有效监测。本发明公开的石油(或称原油)泄漏的监测装置及方法具有结构紧凑、非接触、实时性、快速定位的优点。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
Claims (10)
1.一种用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述监测装置用于石油泄漏事件的监测，所述监测装置包括：
中波红外光学镜头，用于接收目标红外辐射；
中波窄带滤光片组件，沿目标红外辐射的传输方向，所述中波窄带滤光组件位于所述中波红外光学镜头的上游或下游，用于在红外目标辐射的光路上切入或切出窄带滤光片；
中波红外焦平面探测器，沿目标红外辐射的传输方向，所述中波红外焦平面探测器位于所述中波红外光学镜头和所述中波窄带滤光片组件的下游，用于完成光电转换；
成像处理电路，沿目标红外辐射的传输方向，所述成像处理电路位于所述中波红外焦平面探测器的下游，用于处理得到切入所述中波窄带滤光片的第一图像和切出所述中波窄带滤光片切出的第二图像，并将所述第一图像和所述第二图像经过配准后差分得到处理图像，以基于所述处理图像监测判断是否发生石油泄漏事件。
2.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括用于输出所述处理图像的对外视频接口。
3.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述中波窄带滤光片组件包括：
窄带滤光片；
执行机构，所述窄带滤光片设于所述执行机构；
驱动源，与所述执行机构连接，用于驱动所述执行机构运动，以控制所述窄带滤光片的切入和切出。
4.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，成像处理电路进行的图像处理包括：非均匀校正、盲闪元处理及图像配准差分处理。
5.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述中波红外焦平面探测器为制冷型或非制冷型中波红外焦平面探测器。
6.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述窄带滤光片的尺寸不小于所述中波红外焦平面探测器和/或所述中波红外光学镜头的尺寸，以使目标红外辐射通过所述窄带滤光片入射到所述中波红外焦平面探测器。
7.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述窄带滤光片为透过3.2μm～3.5μm波段范围的窄带滤光片。
8.根据权利要求1所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置，其特征在于，所述目标红外辐射为运输石油的车辆、火车或管道的目标红外辐射。
9.一种用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测方法，其特征在于，所述监测方法采用如权利要求1-8中任一项所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置进行石油泄漏事件的监测，所述监测方法包括：
S100，同一场景下，中波窄带滤光片切入光路，得到第一红外图像；
S200，同一场景下，中波窄带滤光片切出光路，得到第二红外图像；
S300，成像处理电路对采集的第一红外图像和第二红外图像进行处理后分别得到第一图像和第二图像；
S400，对所述第一图像和所述第二图像进行图像的配准差分处理，得到配准后的处理图像；
S500，基于所述处理图像判断是否发生石油泄漏时间及泄漏事件发生的准确位置。
10.根据权利要求9所述的用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测方法，其特征在于，在所述监测装置包括对外视频接口时，所述监测方法还包括：
S600，通过所述对外视频接口将所述处理图像输出到后端处理器或显示终端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210226874.3A CN114778037A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210226874.3A CN114778037A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114778037A true CN114778037A (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=82423224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210226874.3A Pending CN114778037A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114778037A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115406602A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-29 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 检测石油泄漏的宽波段红外配准差分成像监测装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798503A (zh) * | 2012-08-02 | 2012-11-28 | 北京理工大学 | 基于宽波段非制冷焦平面探测器的气体泄露成像检测系统 |
| CN109239002A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-01-18 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种尾气检测装置 |
| CN114659716A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-24 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 一种用于原油泄漏的中波红外配准差分成像监测系统 |
-
2022
- 2022-03-08 CN CN202210226874.3A patent/CN114778037A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798503A (zh) * | 2012-08-02 | 2012-11-28 | 北京理工大学 | 基于宽波段非制冷焦平面探测器的气体泄露成像检测系统 |
| CN109239002A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-01-18 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种尾气检测装置 |
| CN114659716A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-24 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 一种用于原油泄漏的中波红外配准差分成像监测系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 唐璟 等: "石油和天然气红外成像检漏", 《激光与红外》, vol. 46, no. 1, 31 January 2016 (2016-01-31) * |
| 李世祥: "《光电对抗技术》", 31 March 2000, 国防科技大学出版社, pages: 184 * |
| 迟晓铭 等: "石化企业气体泄漏红外成像检测技术研究进展", 《安全、健康和环境》, vol. 21, no. 2, 28 February 2021 (2021-02-28) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115406602A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-29 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 检测石油泄漏的宽波段红外配准差分成像监测装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7939804B2 (en) | System and method for detecting gas leaks | |
| US9651501B2 (en) | Device and method for recording contaminations in a hydraulic system | |
| US6922236B2 (en) | Systems and methods for simultaneous or sequential multi-perspective specimen defect inspection | |
| US10508989B2 (en) | Optical chemical analyser and liquid depth sensor | |
| CN114778037A (zh) | 用于石油泄漏的中波红外配准差分成像监测装置及方法 | |
| CN114659716A (zh) | 一种用于原油泄漏的中波红外配准差分成像监测系统 | |
| US8319880B2 (en) | Dual beam optic with dichroic filter | |
| CN105493258A (zh) | 用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统及方法 | |
| US10317347B2 (en) | Determining information for defects on wafers | |
| JPH06308042A (ja) | ウエハ及びソーラセルの欠陥検出用光照射検査システム | |
| FR2969282A1 (fr) | Dispositif et procede de visualisation et de mesure de diffusion raman | |
| CN102944378B (zh) | 一种高功率紫外激光器输出光束特性测试方法 | |
| CN105466491A (zh) | 基于双通道分子滤光的成像式燃烧温度浓度测量装置 | |
| JP2012037344A (ja) | 光学式ガスセンサおよびガス濃度測定方法 | |
| CN114778038A (zh) | 基于红外镜面反射的石油泄漏监测装置及监测方法 | |
| EP3646007B1 (en) | Method for classification of alkanes in a gas leak | |
| KR20200057998A (ko) | 오일 유출 감지장치 | |
| CN109632685B (zh) | 基于双波段差分红外成像系统的工业气体排放探测方法 | |
| CN114923892A (zh) | 一种双波长近红外便携式拉曼光谱装置 | |
| KR20190100622A (ko) | 원격 원유누출 모니터링 장치 | |
| CN115406602A (zh) | 检测石油泄漏的宽波段红外配准差分成像监测装置及方法 | |
| CN112145976A (zh) | 基于红外气云成像的探测系统、方法及应用该系统的机器人 | |
| CN202512058U (zh) | 用于海洋油污染快速检测的装置 | |
| SA518400226B1 (ar) | تحديد سمات تلوث منتج بترولي باستخدام إشارة فلورية | |
| Zhang et al. | An improved method for optimizing detection bands of marine exhaust SO2 concentration in ultraviolet dual-band measurements based on signal-to-noise ratio |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |