气体泄漏的单点探测器与红外成像检测的灵敏度模拟分析.pdf

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1、第43卷第8期红外与激光工程2014年8月Vo1．43NO．8InfraredandLaserEngineeringAug．2o14气体泄漏的单点探测器与红外成像检测的灵敏度模拟分析谭雨婷，李家琨，金伟其，王霞(北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京100081)摘要：危险气体泄漏引发的事故及灾难对人身安全和社会稳定造成巨大威胁，及时有效地检测到气体泄露、定位泄漏源以及评估气体扩散趋势等成为研究人员关注的热点。与目前各种单点气体探测器固定位置并通过气体扩散进行泄漏气体探测不同，基于红外焦平面探

2、测器的红外成像气体泄漏检m,14~术对可能的泄露点进行成像检测。由于这两种探测器本身的灵敏度差异较大，且工作原理也有所不同，所以如何评价两者的探测效率成为人们关心的问题。因此，基于计算流体力学软件FLUENT对两种探测器在室内空间环境的检测灵敏度进行了模拟分析，比较了两者在实际应用中的优缺点，指出红外焦平面探测器在响应速度和实际检测灵敏度等方面的独特优势，对红外成像气体泄漏检测技术的进一步发展具有推动作用和借鉴意义。关键词：气体泄漏kf；~'1；红外焦平面探测器；FLUENT仿真分析；柱体密度中图分类号：TN215

3、文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)08—2489—07Modelanalysisofthesensitivityofsingle-pointsensorandIRFPAdetectorsusedingasleakagedetectionTanYuting，LiJiakun，JinWeiqi，WangXia(KeyLaboratoryofPhotoelectronicImagingTechnologyandSystem，MinistryofEducationofChina，SchoolofOpto

4、electronics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Seriousaccidentcausedbyhazardousgasleakageisathreattothesafetyofpeopleandcommunity．Sodetectinggasleakage，locatingleakingsourceandevaluatingspreadingtendencyeffectivelyisofgreatimportancetoav

5、oidtheseaccidents．Differentfromthesingle—pointsensorwhichdetectsgasleakagerelyingonthegasdiffusion，infraredimagingsystemisbasedonInfraredFocalPlaneArray(IRFPA)tofindthepotentialleakingsource．Therearedifferencesinsensitivityandoperationalprinciplebetweenthesetw

6、okindsofdetectionmethods．Thus，accordingtothesimulationresultabouttheactualsensitivitiesofthesetwokindsofdetectorsundercommonconditionbasedonfluiddynamicssoftware，namelyFLUENT，theprosandconsoftheirapplicationsweresummarized．Besides，itwaspointedoutthatIRFPAhadad

7、vantagesonresponsespeedandactualsensitivity，whichmeantalottotheapplicationofinfraredimaginggasleakagedetection．Keywords：gasleakagedetection；infraredfocalplanedetector；FLUENTsimulation；columndensity收稿日期：2013—12—22：修订日期：2014一O1—29基金项目：北京市自然科学基金(4121002)作者简介：谭雨婷(

8、1991-)，女，硕士生，主要从事光电成像技术方面的研究。Email：tanyuting123@hotmail．com导师简介：金伟其(1961一)，男，教授，博士，主要从事光电图像处理、夜视与红外技术、光电检测与仪器方面的研究和教学。Email：jinwq@bit．edu．ca红外与激光工程第43卷计算时考虑到温度场的变化。但由于气体泄漏速度0引言低。产生