化工園區(qū)危險氣體的泄漏直接威脅人類健康安全,近年來危險氣體泄漏事件層出不窮,造成嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失,因此對化工園區(qū)的泄漏危險氣體進行實時探測勢在必行�；谀繕藲怏w的紅外成像探測方法具有探測距離遠、動態(tài)直觀的優(yōu)點,在近年來得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展,其中氣體多光譜成像設(shè)備基于被動式紅外成像機理,可同時實現(xiàn)對多種泄漏危險氣體的成像探測。然而該設(shè)備的靈敏度還有待提高,一方面是設(shè)備關(guān)鍵組件的選用比較局限;另一方面是設(shè)備圖像處理方法的實時性和有效性不夠好。結(jié)合以上氣體多光譜成像探測中存在的不足,并依托于國家重點研發(fā)計劃課題“化工園區(qū)綜合監(jiān)測預(yù)警技術(shù)及裝備研發(fā)”（課題編號:2016YFC080150）,本文的研究內(nèi)容是設(shè)計一種基于多光譜效應(yīng)的泄漏氣體探測系統(tǒng),相比于當前同種類型的探測系統(tǒng),它的創(chuàng)新之處在于采用非制冷型紅外熱成像機芯,以多個長波通型濾光片作為光信號通道開發(fā)探測設(shè)備,進行多光譜信號快速疊加,提取目標氣體云團,將設(shè)備搭載于無人機,實現(xiàn)對化工園區(qū)泄漏危險氣體的近空遠距離成像探測。本文首先研究氣體紅外成像的機理,闡述了被動式紅外成像的條件、氣體分子光譜吸收特性,分析大氣對紅外波傳輸?shù)挠绊懠按髿?.. 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３多光譜紅外熱像儀ＭＳ－Ｖ３５０??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｃａｍｅｒａ?ＭＳ－Ｖ３５０??

緒論??強運動的目標氣體成像效果。??２００８年，法國Ｂｅｒｔｉｎ公司推出了?Ｓｅｃｏｎｄ－Ｓｉｇｈｔ系列的氣體監(jiān)測儀（如圖１－２??所示），其工作波段為８？１４微米，分辨率為３８４Ｘ２７２，可在２秒內(nèi)對最遠５千米??的目標氣體成像，在８秒內(nèi)發(fā)出預(yù)警，一個鏡頭可探測多種氣體，對化工園區(qū)有??毒危險氣體的泄漏可進行實時監(jiān)控和預(yù)警［３］。該產(chǎn)品基于氣體被動式紅外成像技??術(shù)，將氣體的紅外光譜吸收峰作為氣體的“指紋”來對目標氣體成像識別。２０１２??年，Ｓｅｃｏｎｄ－Ｓｉｇｈｔ氣體監(jiān)測儀被安置于波蘭歐洲杯足球賽現(xiàn)場，以實時監(jiān)控恐怖分??子襲擊或意外事故導致的危險氣體泄漏事件。??ｔｐｔｉｃｓ?＾?＾ｅｅ／??＾?Ｃａｍｅｒａ??Ｖｉｓｉｂｌｅ?？?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ??Ｃａｍｅｒａ?Ｈｏｕｓｉｎｇ??ｎ’??圖１－２?Ｓｅｃｏｎｄ－Ｓｉｇｈｔ系列氣體監(jiān)測儀??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｅｃｏｎｄ－Ｓｉｇｈｔ?ｇａｓ?ｍｏｎｉｔｏｒ??２０１１年，法國ＵＬＩＳ公司推出了寬波段紅外焦平面探測器ＰＩＣＯ６４０Ｅ，成像分??辨率為６４０ｘ４８０，幀頻為５０ＨＺ，它在中波和長波波段有較高的光譜響應(yīng)，非常有??利用于對氣體進行成像檢測，并且擴展了可探測氣體的種類。??■■■■??參??圖１－３多光譜紅外熱像儀ＭＳ－Ｖ３５０??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｃａｍｅｒａ?ＭＳ－Ｖ３５０??２０１４年

?緒論??片的高速旋轉(zhuǎn)輪，并且轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)（如圖１－３所示），光譜范圍為７．５？１２ｕｍ，??成像分辨率３２０ｘ２５６，幀頻達到３４４ＨＺ，可實現(xiàn)對多種危險氣體的快速成像。??另外Ｔｅｌｏｐｓ公司也致力于氣體高光譜成像探測設(shè)備的研發(fā)，比如該公司研發(fā)??的高光譜成像儀Ｈｙｐｅｒ－Ｃａｍ?（如圖１－４所不），工作波段為８？１２ｕｍ，成像分辨率??為３２０ｘ２５６，它利用邁克爾遜干涉儀原理，將調(diào)制的光譜信號聚焦于探測器焦平??面，進而對采集的數(shù)據(jù)進行傅氏反變換等操作，實現(xiàn)氣體云團成像與識別，最大??探測距離為５公里。??應(yīng)??圖１－４?Ｈｙｐｅｒ－Ｃａｍ成像光譜儀??Ｆｉｇ．?１－４?Ｈｙｐｅｒ－Ｃａｍ?ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ??從一般的熱成像到多（高）光譜成像，成像波段逐漸增多，波段劃分越來越??細，探測靈敏度也越來越高，因此，氣體多（高）光譜紅外成像技術(shù)將是未來發(fā)??展的方向［４］。??１．２．２國內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀??相比于國外

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3037885