В статье рассмотрены методы оптической и акустической визуализации утечек газов и было произведено их сравнение.

Ключевые слова: утечки газов, визуализация, методы.

Было рассмотрено применение методов оптической и акустической визуализации утечек газов. Эти подходы были тщательно оценены на предмет их потенциала в улучшении качества и достоверности получаемых данных. Оптическая визуализация, использующая световые технологии для захвата изображений, в сочетании с акустической визуализацией, основанной на анализе звуковых волн, открывает новые горизонты для более точного мониторинга и анализа ситуаций. Объединение этих методов может значительно расширить функциональные возможности системы, обеспечивая более полное и многогранное представление о происходящих событиях. Таким образом, интеграция оптической и акустической визуализации представляет собой перспективное направление, способствующее совершенствованию существующих технологий видеофиксации.

Своевременное обнаружение и локализация утечек газа играют ключевую роль в диагностике для газораспределительных компаний. Это связано с тем, что утечки могут привести к серьезным авариям, отравлению работников и значительным финансовым потерям. Даже незначительная утечка способна нанести ощутимый вред.

Коррозия металла, разрушение уплотнительных элементов из-за вибраций, старение материалов, ослабление резьбы на гайках и болтах, а также влияние перепадов температур и давления — все это способствует быстрому износу компонентов газовых систем. В результате этого нарушается герметичность, что может привести к утечке газа.

Система обеспечения безопасности, направленная на предотвращение утечек природного газа и выбросов других углеводородов, включает в себя регулярные проверки, планово-предупредительные мероприятия, своевременное обслуживание, а также эксплуатацию оборудования и трубопроводных систем в соответствии с инструкциями и отраслевыми нормативами. Однако соблюдение общих правил эксплуатации газовых инженерно-технических систем не обеспечивает полной гарантии отсутствия аварий.

А используя комбинацию оптического и акустического методов для визуализации утечек газа, можно существенно снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций и несчастных случаев. Этот подход позволяет на расстоянии обнаружить утечку газов, измерить объем газа, рассчитать размер потерь в рублях.

Основной рабочий орган для осуществления оптического метода — параболические микрофоны. Они регистрируют ультразвук в диапазоне частот 2–65 кГц. Большое количество встроенных микрофонов позволит выполнять свою функцию с большой точностью и отсеивать ложные сигналы-помехи.

Прибор функционирует, улавливая ультразвуковые сигналы, возникающие при утечках из-за турбулентности газа, вызванной изменением давления. Звуковая волна достигает микрофонов устройства менее чем за 1 миллисекунду, этого времени хватает процессору быстро обработать сигнал, определить местоположение источника звука и визуализировать его.

Инфракрасная камера является наиболее эффективным, но и дорогостоящим способом удаленного обнаружения утечек. Этот прибор способен выявлять невидимые газы и отображать их на экране в виде облака или потока газа.

Ярким примером применения методов визуализации углеводородов является тепловизор. Этот портативный прибор включает объектив и экран, а его основным рабочим элементом является инфракрасный детектор, который служит чувствительным элементом. Электронные компоненты обрабатывают сигнал от детектора, и на экране отображается термограмма.

Принцип работы таких устройств основан на том, что газ поглощает инфракрасное излучение в определенном диапазоне. Чувствительная камера определяет, какой именно диапазон инфракрасного света был поглощен, и визуализирует это место. Эти камеры разработаны с использованием современных технологий и оснащены сверхчувствительными детекторами.

Все объекты излучают и отражают инфракрасное излучение, которое в совокупности образует фоновое излучение. Когда это излучение попадает в объектив инфракрасной камеры, оно проходит через линзу и фильтр, который пропускает длины волн, соответствующие газам, для обнаружения которых предназначена камера. Если между фоновыми объектами и инфракрасной камерой находится утечка газа — «газовое облако», это облако поглощает часть фонового излучения в диапазоне, характерном для данного газа. В результате количество излучения, достигшего детектора, уменьшается, что позволяет камере визуализировать газ [1].

Таблица 1

Сравнение методов

Литература:

1. Хроленко Б. Методы визуализации утечек газа / Б. Хроленко. –Текст: электронный // Химическая техника — 2021 — № 4. — URL: https://chemtech.ru (дата обращения: 20.11.2024).