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【领先国际】可定制化有毒有害气体红外光谱监测

该技术来自中国科学院安徽光机所环境光学中心FTIR课题组,该团队是国内较早开展傅里叶变换红外光谱技术开发与应用研究的科研团队,课题组坚持“基础研究为根基,应用研究为茎叶”的协同创新发展理念,以满足国家重大战略需求和服务国民经济发展主战场为己任,目前,已经发展成为我国傅里叶变换红外光谱技术开发和应用研究领域的一支重要力量。近30年来,课题组相继开展了环境大气红外光谱检测方法与技术、工业燃烧过程气体在线检测方法与技术、国防和公共安全气体检测方法与技术等方面的研究工作,为国家环境大气污染监控和治理提供了科学依据,为工业燃烧过程分析与控制提供了技术手段,为国家国防和公共安全提供了技术保障。 课题组开发的系列傅里叶红外监测设备在我国化工园区环境风险预警体系建设中得到了广泛的应用,在监测范围,检测下限,测量组分,反演精度,尤其是环境适应性等方面,更具有优越性,总体性能指标达到国际先进水平。相关研究成果“工业园区有毒有害气体光学监测技术”荣获2019年度国家科技进步二等奖、2019年度中国科学院科技进步促进发展奖、2018年度安徽省科技进步一等奖。现在该团队正在寻找进一步的技术推广合作伙伴。

#装备制造#检验检测
产业化

技术详情

一、技术介绍

有毒有害气体傅里叶红外被动扫描成像报警遥测系统,是综合利用傅里叶变换红外光谱技术和微光夜视成像技术开发的先进监测系统。基于傅里叶变换红外光谱技术,利用待测气体与遥测背景之间的等效辐射亮温差产生的红外光谱指纹特征信息,实现对多种有毒有害气体的快速高灵敏度定性识别和半定量浓度反演;基于微光夜视成像技术,获取扫描区域的昼夜全天候视频图像。依据反演的污染气体种类和浓度信息,分别以不同颜色与扫描区域的视频图像进行伪彩叠加,实时呈现有毒有害污染气体在扫描区域的动态分布及扩散趋势,并对超标气体进行光声预警,利用两套遥测扫描成像系统可以快速确定泄漏点位置。


被动扫描成像报警系统实物  AGHJ-SA3000A 型

被动扫描成像报警系统实物   AGHJ-SA3000B 型

伪彩叠加图

 

二、主要用途

◼ 工业园区有毒有害气体在线成像扫描预警;

◼ 突发大气污染事故(如爆炸、泄露、燃烧等)污染源位置勘察和污染态势评估,利用两套设备扫描成像可以快速定位泄露区域;

◼ 固定高架源(如石化火炬、高温烟囱等)扫描监控。

 

工业园区装置无组织排放遥测图 


两套设备快速定位泄漏区域示意图

 

三、技术特征 

➢ 无需人工光源,以天空、地物作为背景,可以实现对待测气体的远距离(0~5km)、非接触式遥测;

➢ 对多种有毒有害气体快速响应、实时光声预警,污染气体动态分 布与扩散趋势实时显示; 

➢ 定期自动定标,无需人工标定,数据自动上传; 

➢ 使用方便灵活,可与车载、机器人、机载等移动平台配合进行移动中巡航测量,也可 24h 全天候在线扫描预警; 

➢ 微光夜视成像全天候视频成像,解决可见光和红外双模式成像系统光路同轴性差、伪彩叠加精度低的难题。


四、技术参数 

针对不同遥测需求,课题组设计了两款有毒有害气体傅里叶红外被动扫描成像遥测报警系统,其具体技术参数见下表: 



五、应用场景

(1)排污监测及巡检

应用单位:环保执法大队、工业园区管委会、安监局;

应用方式:高塔或高处架设,针对园区整体 24 小时监测,或针对火炬气、高温烟囱等高架源进行车载流动巡检;

目的:针对化工园区等排污企业的偷排、漏排和管道泄漏等污染气体的监测;针对火炬气、高温烟囱等高架源进行巡检。拓展政府部门对于化工园区的安全管理手段,监控偷排,防止爆燃类生产事故。

(2)安全事故预警监测

应用单位:中海油、中石油、中石化、大型化工园区等;

应用方式:高塔或高处架设,针对园区整体 24 小时监测;

目的:针对石油化工企业生产管道、存储罐体气体泄露的监测; 针对井喷危害气体分布的监测。防止爆燃类、中毒等生产事故。

(3)突发事故应急处置监测

应用单位:消防大队、安监局;

应用方式:车载流动检测;

目的:火灾现场、危化品事故现场有毒易爆气体的遥测,防止对消防战士的爆燃伤害;危化品事故现场对未知危化品种类的快速识别和分布监测。为突发事故应急处置、决策提供技术支撑。

(4)船舶排放巡检

应用单位:港口、海事局;

应用方式:高处架设或船载流动检测;

目的:针对进入12 海里、进港船舶是否更换清油及排放超标的监测。


六、部分成果

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