液化天然氣儲(chǔ)罐泄漏區(qū)域定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了液化天然氣儲(chǔ)罐泄漏定位方法，包括步驟：(a)在儲(chǔ)罐外壁上安裝4組燈泡做為參考點(diǎn)；(b)在儲(chǔ)罐外安裝四臺(tái)紅外熱像儀；(c)打開(kāi)八個(gè)燈泡，開(kāi)啟四臺(tái)紅外熱像儀對(duì)液化天然氣儲(chǔ)罐進(jìn)行紅外成像掃查，形成溫度分布紅外圖像，然后將溫度分布紅外圖像傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理；（d）截取液化天然氣儲(chǔ)罐整體外壁溫度分布圖像中出現(xiàn)局部連續(xù)降溫變化的降溫圖像部分，根據(jù)降溫圖像部分做出等溫線；(e)在控制溫度所在的等溫線上任取N點(diǎn)，計(jì)算出其對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)罐外壁上的儲(chǔ)罐泄漏對(duì)應(yīng)點(diǎn)，將全部?jī)?chǔ)罐泄漏對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接到一起得到的連線所包圍的區(qū)域?yàn)閷?shí)際的儲(chǔ)罐泄漏區(qū)域。采用本方法可提高LNG儲(chǔ)罐工作可靠性。
【專利說(shuō)明】液化天然氣儲(chǔ)罐泄漏區(qū)域定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)定位裝置，尤其涉及LNG儲(chǔ)罐泄漏區(qū)域的分析與定位技術(shù)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]液化天然氣(LNG)儲(chǔ)罐是液化天然氣運(yùn)輸和儲(chǔ)存必不可少的儲(chǔ)氣容器，近年來(lái)LNG儲(chǔ)罐的研制在向大容量方向發(fā)展。LNG儲(chǔ)罐是由盛裝低溫LNG液體的鋼質(zhì)內(nèi)罐和提供正常操作環(huán)境與保護(hù)功能的混凝土外罐組成的復(fù)合設(shè)施。一旦鋼質(zhì)內(nèi)罐局部出現(xiàn)破裂，保溫層失效、儲(chǔ)罐外壁混凝土破壞，都會(huì)引起嚴(yán)重泄漏現(xiàn)象，使混凝土罐壁內(nèi)側(cè)急劇降溫產(chǎn)生的拉應(yīng)力會(huì)把罐壁內(nèi)側(cè)拉裂。隨著泄漏的持續(xù)，外罐受影響區(qū)域的深度和廣度將逐漸向罐壁外側(cè)和沿罐壁高度發(fā)展，危及外罐的安全。
[0003]目前國(guó)際上對(duì)于LNG儲(chǔ)罐泄漏故障診斷的研究并不多，且現(xiàn)有的泄漏定位方法大多需要耗費(fèi)大量資金，安裝復(fù)雜，實(shí)用性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏情況的液化天然氣儲(chǔ)罐泄漏定位方法。
[0005]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的液化天然氣儲(chǔ)罐泄漏定位方法，它包括以下步驟:
[0007](a)在液化天然氣儲(chǔ)罐外壁上安裝4組燈泡做為參考點(diǎn)，依次為第一、二、三、四組燈泡，每組燈泡包括沿同一豎直方向分別安裝在液化天然氣儲(chǔ)罐頂和儲(chǔ)罐底的上、下兩只燈泡，四組燈泡中的四個(gè)上燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布，四組燈泡中的四個(gè)下燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布；
[0008](b)在液化天然氣儲(chǔ)罐外安裝四臺(tái)紅外熱像儀，所述的四臺(tái)紅外熱像儀位于同一圓周方向上并且位于液化天然氣儲(chǔ)罐1/2高度處，所述的四臺(tái)紅外熱像儀分別位于兩組燈泡之間的中間位置，調(diào)整四臺(tái)紅外熱像儀距離液化天然氣儲(chǔ)罐外壁的距離使每一臺(tái)紅外熱像儀可以檢測(cè)到大于儲(chǔ)罐外壁四分之一的區(qū)域，所述的四臺(tái)紅外熱像儀安裝傾角為零，且拍攝所得的熱圖中心正對(duì)四個(gè)燈泡投影所組成的平面中心；
[0009](c)打開(kāi)八個(gè)燈泡，開(kāi)啟四臺(tái)紅外熱像儀對(duì)液化天然氣儲(chǔ)罐進(jìn)行紅外成像掃查，形成溫度分布紅外圖像，然后將溫度分布紅外圖像傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行如下分析處理:以燈泡所在點(diǎn)為圖像的特征點(diǎn)，對(duì)特征點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行匹配計(jì)算，依次對(duì)四個(gè)圖像進(jìn)行左右相連拼接，去除相鄰圖像間的重疊區(qū)域作為液化天然氣儲(chǔ)罐整體外壁溫度分布圖像；
[0010](d)截取液化天然氣儲(chǔ)罐整體外壁溫度分布圖像中出現(xiàn)局部連續(xù)降溫變化的降溫圖像部分，根據(jù)降溫圖像部分做出等溫線，等溫線由外部趨近于泄漏中心處的溫度依次降低，從而確定泄漏所在區(qū)域，確定泄漏所在區(qū)域具體步驟為:以最低溫度點(diǎn)處為等溫線坐標(biāo)原點(diǎn)建立最低溫度直角坐標(biāo)系，以平行于溫度圖像底邊的水平方向?yàn)闄M坐標(biāo)方向，以豎直向下的高度方向?yàn)榭v坐標(biāo)的正方向，在縱坐標(biāo)的正方向取3米參考區(qū)域?qū)囟冗M(jìn)行分析，確定溫度隨高度的變化關(guān)系，建立溫度-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正；在此基礎(chǔ)上求出溫度的導(dǎo)數(shù)與高度之間的關(guān)系，建立導(dǎo)數(shù)-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正，并確定溫度導(dǎo)數(shù)最大值；取0.707 X溫度導(dǎo)數(shù)最大值為溫度變化控制點(diǎn)，該溫度變化控制點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高度坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)到溫度-高度變化曲線圖上，得到所述的溫度變化控制點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高度坐標(biāo)的控制溫度，控制溫度所在的等溫線所包圍的區(qū)域就是泄漏所在區(qū)域；
[0011](e)取控制溫度所在的等溫線上的任意A點(diǎn)，確定該任意A點(diǎn)在圖像像素坐標(biāo)系中的位置，
[0012]然后根據(jù)公式
[0013]
【權(quán)利要求】
1.液化天然氣儲(chǔ)罐泄漏定位方法，其特征在于它包括以下步驟:(a)在液化天然氣儲(chǔ)罐外壁上安裝4組燈泡做為參考點(diǎn)，依次為第一、二、三、四組燈泡，每組燈泡包括沿同一豎直方向分別安裝在液化天然氣儲(chǔ)罐頂和儲(chǔ)罐底的上、下兩只燈泡，四組燈泡中的四個(gè)上燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布，四組燈泡中的四個(gè)下燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布；(b)在液化天然氣儲(chǔ)罐外安裝四臺(tái)紅外熱像儀，所述的四臺(tái)紅外熱像儀位于同一圓周方向上并且位于液化天然氣儲(chǔ)罐1/2高度處，所述的四臺(tái)紅外熱像儀分別位于兩組燈泡之間的中間位置，調(diào)整四臺(tái)紅外熱像儀距離液化天然氣儲(chǔ)罐外壁的距離使每一臺(tái)紅外熱像儀可以檢測(cè)到大于儲(chǔ)罐外壁四分之一的區(qū)域，所述的四臺(tái)紅外熱像儀安裝傾角為零，且拍攝所得的熱圖中心正對(duì)四個(gè)燈泡投影所組成的平面中心；(c)打開(kāi)八個(gè)燈泡，開(kāi)啟四臺(tái)紅外熱像儀對(duì)液化天然氣儲(chǔ)罐進(jìn)行紅外成像掃查，形成溫度分布紅外圖像，然后將溫度分布紅外圖像傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行如下分析處理:以燈泡所在點(diǎn)為圖像的特征點(diǎn)，對(duì)特征點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行匹配計(jì)算，依次對(duì)四個(gè)圖像進(jìn)行左右相連拼接，去除相鄰圖像間的重疊區(qū)域作為液化天然氣儲(chǔ)罐整體外壁溫度分布圖像；(d)截取液化天然氣儲(chǔ)罐整體外壁溫度分布圖像中出現(xiàn)局部連續(xù)降溫變化的降溫圖像部分，根據(jù)降溫圖像部分做出等溫線，等溫線由外部趨近于泄漏中心處的溫度依次降低，從而確定泄漏所在區(qū)域，確定泄漏所在區(qū)域具體步驟為:以最低溫度點(diǎn)處為等溫線坐標(biāo)原點(diǎn)建立最低溫度直角坐標(biāo)系，以平行于溫度圖像底邊的水平方向?yàn)闄M坐標(biāo)方向，以豎直向下的高度方向?yàn)榭v坐標(biāo)的正方向，在縱坐標(biāo)的正方向取3米參考區(qū)域?qū)囟冗M(jìn)行分析，確定溫度隨高度的變化關(guān)系，建立溫度-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正；在此基礎(chǔ)上求出溫度的導(dǎo)數(shù)與高度之間的關(guān)系，建立導(dǎo)數(shù)-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正，并確定溫度導(dǎo)數(shù)最大值；取0.707 X溫度導(dǎo)數(shù)最大值為溫度變化控制點(diǎn)，該溫度變化控制點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高度坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)到溫度-高度變化曲線圖上，得到所述的溫度變化控制點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高度坐標(biāo)的控制溫度，控制溫度所在的等溫線所包圍的區(qū)域就是泄漏所在區(qū)域；(e)取控制溫度所在的等溫線上的任意A點(diǎn)，確定該任意A點(diǎn)在圖像像素坐標(biāo)系中的位置，然后根據(jù)公式
【文檔編號(hào)】G01M3/00GK103712059SQ201310632477
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】朱聞達(dá), 劉長(zhǎng)水, 章青, 吳小文, 蘇娟, 趙磊, 張育坤 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 天津大學(xué)