[發明專利]一種基于PIV技術的氫氣泄漏檢測方法

在審

• 申請號: 202011056370.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112461459A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 苗揚;李躍娟;張筱璐;何寶鳳;張博;盧強;齊巍;陳彥京
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M3/22
• 分類號: G01M3/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種基于PIV技術的本質安全氫氣泄漏檢測方法，針對氫氣泄漏的檢測問題，利用PIV技術，選擇霧化液滴作為示蹤粒子，通過示蹤粒子的流動情況判斷泄漏是否發生與泄漏發生的位置。該方法首先在待測物體表面散布示蹤粒子霧化液滴，通過脈沖激光片光源照亮待測物體表面，再由CCD相機記錄粒子流動的圖像，對圖像進行處理，根據粒子流動的圖像即可判斷氫氣是否泄漏，泄漏位置。

技術領域

本發明涉及一種基于PIV技術的本質安全氫氣泄露檢測方法，尤其涉及氣體泄漏檢測技術領域，

背景技術

隨著全球能源需求的不斷增長、環境污染問題日益嚴重，世界各國對能源的需求不斷增加。氫氣作為一種能量載體，具有資源豐富、來源多樣、清潔環保等優點，備受青睞。由于氫氣具有易泄露擴散、可燃范圍寬、點火能極低等缺點，使用風險高，制約了氫能的發展。對于氫能的利用，運輸和存儲等都需要保證安全性，所以需要對氫氣進行泄露檢測?，F有的針對氫氣泄漏的檢測技術不僅價格高昂，而且有一定的危險性。

發明內容

本發明針對高壓氫氣泄漏提出了一種基于PIV技術且本質安全、成本低廉的檢測方法。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種基于PIV技術的氫氣泄漏檢測方法，所述方法實施過程如下：

(1)用霧化器將液態示蹤粒子霧化，并散布在待測物體表面。

(2)用氦-氖激光源發出的激光射線通過一組光學透鏡的反射、折射后，匯集成所需強度的激光束；激光束再通過另一組光學透鏡，最終形成照亮觀察區域的片光。

(3)在脈沖激光片光照亮的區域內，通過連續兩次或多次曝光，將粒子的圖像記錄在CCD相機中。

(4)通過CCD相機采集的圖像，用數字圖像處理技術，將粒子圖像劃分成若干個查問區，每個查問區都有很多粒子，通過楊氏條紋法、傅里葉變換法或者圖像相關法即可提取出粒子運動的軌跡，根據粒子運動的軌跡即可判斷氫氣是否泄漏，泄漏的位置。若粒子向外噴射，即發生泄漏。

附圖說明

圖1為發明方法實施的流程圖。

具體實施方式

如流程圖1所示，本實施方式給出所示的基于PIV技術的本質安全氫氣泄露檢測方法的實現過程為：

(1)用霧化器將液態示蹤粒子(如墨水、牛奶以及各種染料配置的染色液)霧化，并散布在待測物體表面。

(2)用氦-氖激光源發出的激光射線通過一些光學鏡的反射、折射后，匯集成所需強度的激光束，這一激光束再通過一些按照一定順序和規律排列的光學透鏡，最終形成照亮觀察區域的片光。

(3)在脈沖激光片光照亮的區域內，通過連續兩次或多次曝光，將粒子的圖像記錄在CCD相機中。

(4)通過CCD相機采集的圖像，用數字圖像處理技術，提取出粒子運動的軌跡，根據粒子運動的軌跡即可判斷氫氣是否泄漏，泄漏的位置。

氫氣作為一種無色無味、高度易燃的具有危險性的氣體燃料，它的存儲和利用對安全性有嚴格的要求。氫氣一旦泄漏，會產生燃燒、爆炸等危險，針對氫氣泄漏的檢測問題，提出了基于PIV技術的本質安全氫氣泄漏檢測方法。該方法利用PIV技術，選擇霧化液滴作為示蹤粒子，通過示蹤粒子的流動情況判斷泄漏是否發生與泄漏發生的位置。該方法首先在待測物體表面散布示蹤粒子霧化液滴，通過脈沖激光片光源照亮待測物體表面，再由CCD相機記錄粒子流動的圖像，對圖像進行處理，根據粒子流動的圖像即可判斷氫氣是否泄漏，泄漏位置。

實施例

基于PIV技術的本質安全氫氣泄漏檢測方法，所述方法實施過程如下：