本發(fā)明涉及氣體泄漏檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于高溫氣體管道的高處氣體泄漏檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

管道內(nèi)的高溫氣體泄露會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重還會(huì)出現(xiàn)安全事故。通過(guò)對(duì)管道的檢測(cè)，對(duì)泄露口產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)型損失進(jìn)行估算，來(lái)判斷泄露口是否需要進(jìn)行維修或者更換。目前測(cè)量管道泄露大部分是人為的進(jìn)行觀測(cè)，這樣容易產(chǎn)生判斷不準(zhǔn)，大量消耗人力的情況，而且對(duì)于高處的管道泄露情況更加不易檢測(cè)。對(duì)高處的高溫氣體管道進(jìn)行檢測(cè)，以便準(zhǔn)確的判斷泄露口的位置和大小，可以合理安排維修時(shí)間和維修方案，這對(duì)電廠或者工廠的整體運(yùn)行非常重要。

專利cn105548476a提供了一種氣體泄露檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)攜帶有氣體濃度檢測(cè)裝置的無(wú)人機(jī)來(lái)對(duì)氣體的泄漏位置等進(jìn)行判斷，然而由于氣體是不斷擴(kuò)散的，通過(guò)濃度來(lái)進(jìn)行檢測(cè)常常會(huì)造成檢測(cè)不準(zhǔn)確的情況，同時(shí)也無(wú)法準(zhǔn)確的判斷氣體的泄漏量，實(shí)用性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題提供一種用于高溫氣體管道的高處氣體泄漏檢測(cè)方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于高溫氣體管道的高處氣體泄漏檢測(cè)方法，所述方法包括下列步驟：

1)通過(guò)攜帶熱成像儀的飛行器對(duì)高溫氣體管道進(jìn)行拍攝；

2)根據(jù)熱成像儀拍攝的圖片確定高溫氣體的泄漏位置和泄漏面積，并確定高溫氣體管道所處的環(huán)境溫度；

3)根據(jù)步驟2)得到的泄漏位置、泄漏面積和環(huán)境溫度，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，確定高溫氣體管道的泄漏熱量。

所述高溫氣體的泄漏位置的確定方法具體為：分析熱成像儀拍攝的圖片的顏色差異，集中顯示紅色的區(qū)域即為高溫氣體的泄漏位置。

所述泄漏面積的確定方法具體為：對(duì)熱成像儀拍攝的圖片進(jìn)行圖像處理得到溫度梯度圖，根據(jù)得到的泄漏位置，計(jì)算溫度梯度圖中泄漏位置處對(duì)應(yīng)的顏色面積，作為高溫氣體的泄漏面積。

所述圖像處理具體為：對(duì)熱成像儀拍攝的圖片中相鄰顏色的中間相連位置通過(guò)實(shí)線分離，得到溫度梯度圖。

所述高溫氣體管道所處的環(huán)境溫度的確定方法具體為：根據(jù)溫度梯度圖和泄漏位置，確定溫度梯度圖的邊緣位置，計(jì)算該邊緣位置對(duì)應(yīng)的溫度，作為高溫氣體管道所處的環(huán)境溫度。

所述步驟2)還包括在高溫氣體的泄漏位置處，通過(guò)遙控器的閃爍進(jìn)行氣體泄漏報(bào)警。

所述模擬試驗(yàn)具體為：

31)在相同的環(huán)境溫度和泄漏面積下，對(duì)高溫氣體管道在不同速度下的氣體泄漏情況進(jìn)行模擬，得到固定泄漏面積下不同速度段對(duì)應(yīng)的溫度梯度圖；

32)將熱成像儀拍攝的圖片與步驟31)中得到的不同速度段對(duì)應(yīng)的溫度梯度圖進(jìn)行比對(duì)，得到高溫氣體管道的泄漏速度；

33)根據(jù)步驟32)得到的高溫氣體管道的泄漏速度，結(jié)合步驟2)中得到的泄漏面積和環(huán)境溫度進(jìn)行計(jì)算，得到高溫氣體管道的泄漏熱量。

所述高溫氣體管道的泄漏熱量具體為：

q＝c×ρ×v×s×(tg-tw)

其中，q為泄漏熱量，c為比熱容，ρ為氣體密度，v為泄漏速度，s為泄漏面積，tg為管內(nèi)溫度，tw為環(huán)境溫度。

所述方法還包括：根據(jù)步驟2)得到的泄漏面積計(jì)算維修成本，根據(jù)步驟3)得到的泄漏熱量計(jì)算泄漏損失，通過(guò)比較維修成本和泄漏損失判斷是否需要對(duì)高溫氣體管道進(jìn)行維修。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)通過(guò)攜帶熱成像儀的飛行器對(duì)高溫氣體管道進(jìn)行拍攝，通過(guò)熱成像儀拍攝的圖片來(lái)判斷氣體的泄漏位置、泄漏面積和泄漏熱量，這種方式與檢測(cè)氣體的濃度來(lái)判斷泄漏量相比，不受氣體擴(kuò)散的影響，檢測(cè)方法更為準(zhǔn)確，實(shí)用性能更強(qiáng)。

(2)本發(fā)明提出的方法，可以根據(jù)熱成像儀拍攝的圖像確定氣體的泄漏位置和泄漏面積，并根據(jù)得到的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，從而確定高溫氣體管道的泄漏熱量，從而可以根據(jù)泄漏熱量確定經(jīng)濟(jì)損失，并將其與維修成本進(jìn)行權(quán)衡，最終確定是否需要維修，既可以充分的確定泄漏情況，也考慮到了成本的權(quán)衡，適合用于實(shí)際生產(chǎn)操作中。

(3)利用熱成像儀拍攝的圖像確定溫度梯度，既可以得到泄漏位置和泄漏面積，也可以確定高溫氣體管道所處的環(huán)境溫度，為后續(xù)進(jìn)行模擬試驗(yàn)提供了充分的試驗(yàn)條件，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(4)在高溫氣體的泄漏位置處通過(guò)遙控器的閃爍進(jìn)行氣體泄漏報(bào)警，在氣體泄漏嚴(yán)重的情況下，便于工作人員第一時(shí)間找到泄漏點(diǎn)，從而避免了更大的經(jīng)濟(jì)損失和危險(xiǎn)情況。

(5)通過(guò)模擬試驗(yàn)確定泄漏熱量，在模擬試驗(yàn)的過(guò)程中首先可以確定高溫氣體的泄漏速度，給工作人員提供更多的泄漏參數(shù)，便于工作人員對(duì)泄漏情況有一個(gè)全方面的了解。

(6)通過(guò)公式計(jì)算得到泄漏熱量，得到的結(jié)果更為準(zhǔn)確的同時(shí)也便于工作人員對(duì)泄漏情況有著更為直觀的了解。

(7)本發(fā)明提出的方法，節(jié)省了工作人員的勞動(dòng)量的同時(shí)也提高了工作效率，全程通過(guò)機(jī)器操作，兩個(gè)人即可完成檢驗(yàn)。

(8)本發(fā)明提出的方法不受高度限制，在飛行器的飛行范圍內(nèi)，都能進(jìn)行檢測(cè)，并且可以判斷出人無(wú)法看到的死角。

(9)本發(fā)明提出的方法不受氣體種類的限制，對(duì)煙氣和水蒸氣等均可進(jìn)行檢測(cè)，適用范圍廣。

附圖說(shuō)明

圖1為用于高溫氣體管道的高處氣體泄漏檢測(cè)方法的流程圖；

圖2為進(jìn)行高處氣體泄漏檢測(cè)時(shí)的裝置示意圖；

圖3為本實(shí)施例中得到的溫度梯度圖；

其中，1為飛行器，2為熱成像儀，3為管道，4為泄漏位置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

本實(shí)施例提供的是一種用于高溫氣體管道的高處氣體泄漏檢測(cè)方法，包括下列步驟：

1)通過(guò)攜帶熱成像儀2的飛行器1對(duì)高溫氣體管道3進(jìn)行拍攝；

2)根據(jù)熱成像儀2拍攝的圖片確定高溫氣體的泄漏位置4、泄漏面積，并確定高溫氣體管道3所處的環(huán)境溫度；

3)根據(jù)步驟2)得到的泄漏位置4、泄漏面積和環(huán)境溫度，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，確定高溫氣體管道3的泄漏熱量：

31)在相同的環(huán)境溫度和泄漏面積下，對(duì)高溫氣體管道3在不同速度下的氣體泄漏情況進(jìn)行模擬，得到固定泄漏面積下不同速度段對(duì)應(yīng)的溫度梯度圖；

32)將熱成像儀2拍攝的圖片與步驟31)中得到的不同速度段對(duì)應(yīng)的溫度梯度圖進(jìn)行比對(duì)，得到高溫氣體管道3的泄漏速度；

33)根據(jù)步驟32)得到的高溫氣體管道3的泄漏速度，結(jié)合步驟2)中得到的泄漏面積和環(huán)境溫度進(jìn)行計(jì)算，得到高溫氣體管道3的泄漏熱量：

q＝c×ρ×v×s×(tg-tw)

其中，q為泄漏熱量，c為比熱容，ρ為氣體密度，v為泄漏速度，s為泄漏面積，tg為管內(nèi)溫度，tw為環(huán)境溫度；

4)根據(jù)步驟2)得到的泄漏面積計(jì)算維修成本，根據(jù)步驟3)得到的泄漏熱量計(jì)算泄漏損失，通過(guò)比較維修成本和泄漏損失判斷是否需要對(duì)高溫氣體管道進(jìn)行維修。

其中，高溫氣體的泄漏位置的確定方法具體為：分析熱成像儀2拍攝的圖片的顏色差異，集中顯示紅色的區(qū)域即為高溫氣體的泄漏位置4。泄漏面積的確定方法具體為：對(duì)熱成像儀2拍攝的圖片進(jìn)行圖像處理得到溫度梯度圖，根據(jù)得到的泄漏位置4，具體為對(duì)熱成像儀拍攝的圖片中相鄰顏色的中間相連位置通過(guò)實(shí)線分離，得到溫度梯度圖，計(jì)算溫度梯度圖中泄漏位置4處對(duì)應(yīng)的顏色面積，作為高溫氣體的泄漏面積。高溫氣體管道3所處的環(huán)境溫度的確定方法具體為：根據(jù)溫度梯度圖和泄漏位置4，確定溫度梯度圖的邊緣位置，計(jì)算該邊緣位置對(duì)應(yīng)的溫度，作為高溫氣體管道3所處的環(huán)境溫度。步驟2)還包括在高溫氣體的泄漏位置4處，通過(guò)遙控器的閃爍進(jìn)行氣體泄漏報(bào)警。

該方法的原理為：攜帶熱成像儀2的飛行器1對(duì)高處的高溫?zé)煔夤艿?進(jìn)行檢測(cè)，獲取高溫?zé)煔夤艿?中預(yù)定管道的溫度分布狀況信息。分析溫度分布狀況信息獲取預(yù)定范圍的管道中，檢測(cè)顏色出現(xiàn)差異的管道位置，當(dāng)出現(xiàn)顏色較周圍顏色偏紅時(shí)，從而確定出顏色異常的位置就為泄露口的位置，判斷出泄露口之后，遙控器會(huì)閃爍報(bào)警。通過(guò)對(duì)熱成像儀2拍出來(lái)的圖片進(jìn)行處理，與管道溫度對(duì)應(yīng)的顏色面積就是泄露口的面積。由于泄露口的溫度是要高于周圍環(huán)境的溫度，會(huì)產(chǎn)生溫度梯隊(duì)，反映到熱成像儀2拍攝的圖片中就是顏色梯度，而對(duì)應(yīng)顏色梯度的邊緣位置為管道周圍的環(huán)境溫度。然后做模擬實(shí)驗(yàn)，即在相同的管道溫度和相同面積的小孔條件下，對(duì)于不同的小孔速度段，記錄管道小孔噴射出的顏色梯度圖形面積，這樣就能得到一張固定泄露面積在不同速度段下產(chǎn)生的顏色梯度圖形對(duì)應(yīng)表。最后由所測(cè)量的參數(shù)通過(guò)熱量計(jì)算公式計(jì)算出泄露量。

本實(shí)施例中的具體檢測(cè)裝置如圖2所示，攜帶熱成像儀2的飛行器1對(duì)高處的高溫?zé)煔夤艿?進(jìn)行檢測(cè)，獲取高溫?zé)煔夤艿?中的溫度分布狀況信息。分析溫度分布狀況信息獲取預(yù)定范圍的管道3中，檢測(cè)所述顏色出現(xiàn)差異的管道位置，當(dāng)出現(xiàn)顏色較周圍顏色偏紅時(shí)，從而確定出顏色有異常的位置存在泄露口，判斷出泄露口之后，飛行器1的遙控器會(huì)閃爍報(bào)警。通過(guò)對(duì)熱成像儀2拍出來(lái)的圖片進(jìn)行處理，結(jié)果如圖3所示，與管道溫度對(duì)應(yīng)的顏色面積就是泄露口的面積s；對(duì)應(yīng)顏色梯度的邊緣位置為管道周圍的環(huán)境溫度tw。然后做模擬實(shí)驗(yàn)，即在相同的管道溫度和相同面積的小孔條件下，對(duì)于不同的小孔速度段，記錄管道小孔噴射出的顏色梯度分布圖，這樣就能得到一張固定泄露面積在不同速度段下產(chǎn)生的顏色梯度圖形對(duì)應(yīng)表。通過(guò)檢測(cè)得到泄露口的顏色梯度圖形與實(shí)驗(yàn)的顏色梯度圖形對(duì)應(yīng)表進(jìn)行比對(duì)，查找出泄露口的速度大小。通過(guò)熱量計(jì)算公式q＝c×ρ×v×s×(tg-tw)計(jì)算出管道泄露口泄露的熱量。