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助力氣體泄漏早期預警 安光所利用傅立葉紅外光譜技術(shù)實現(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 點擊量：4562
研究人員利用傅立葉紅外光譜氣體探測技術(shù)，開發(fā)出一種創(chuàng)建泄露氣體云3D圖像的方法，實現(xiàn)了污染氣云立體圖像的被動遙測，能夠測出的圖像能夠顯示泄露的位置、體積、濃度等詳細信息，可用于提供早期泄露預警。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】隨著社會的快速發(fā)展，存儲有毒、有害、易燃易爆化學品的大型設(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，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，中國科學院安徽光電精密機械研究所(簡稱“安光所”)研究人員利用傅立葉紅外光譜氣體探測技術(shù)，開發(fā)出一種創(chuàng)建泄露氣體云3D圖像的方法，實現(xiàn)了污染氣體云立體圖像的被動遙測，能夠測出的圖像能夠顯示泄露的位置、體積、濃度等詳細信息，可用于提供早期泄露預警。相關(guān)成果表在Optics Express上。
紅外光譜成像檢測技術(shù)，是以FTIR氣體探測技術(shù)為基礎(chǔ)的在線監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)因其高靈敏度，高分辨率和檢測范圍約5公里的實時測量能力而被廣泛用于氣態(tài)污染物的遠程定量檢測。
研究人員在單個FTIR的遙感成像獲得氣體泄露的二維信息的基礎(chǔ)上，使用兩個系統(tǒng)從不同角度獲得氣體云的2D測量值。然后使用GPS和陀螺儀傳感器獲得的位置信息對該信息進行空間登記。將數(shù)據(jù)放入稱為同步代數(shù)重建技術(shù)(SART)的計算機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，為了驗證該技術(shù)的的準確性，研究人員使用兩個掃描FTIR遙感成像系統(tǒng)對在約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行遠程監(jiān)測，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，該團隊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化工園區(qū)成功開展氣體泄漏早期預警實際應(yīng)用。
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