Оба прибора используют в качестве датчика болометр на оксиде ванадия (VOx) и работают в дальнем ИК-диапазоне (LWIR). Принцип действия основан на визуализации затуханий, которые в ИК-спектре вносятся метаном. Как известно, метан (CH4) вносит наибольшие затухания на длинах волн 1,65, 3,3 и 7,7 мкм (рисунок 1).
Рисунок 1 – Спектр поглощения метана
Обычно для этой цели применяют охлаждаемые тепловизоры, работающие в диапазоне от 3,2 до 3,4 мкм, что сразу влечет за собой увеличение стоимости изделий и их массогабаритных характеристик.
По договоренности с нашим партнером мы решили провести испытания в одно время и в одинаковых условиях.
В испытаниях участвовали изделия:
| Параметры | GF77 Teledyne Flir | FLM384-GAS НПК «Фотоника» |
|
|
|
| Детектор | VOx, 320 x 240, 25 мкм | VOx, 384 x 288, 25 мкм |
| Спектральный диапазон | 7 – 8,5 мкм | 7,4 – 8,1 мкм |
| Объектив | f=18 мм, 25° х 19°, F/1.04 | f=40 мм, 13°х11°, F/0.9 |
| Частота кадров | 30 Гц | 25 Гц |
| NETD | <25 мК | <20 мК |
| NECL (CH4) |
<100 ppm (ΔT=10 °C, дистанция – 1 м) |
- |
| Комментарий | Серийный переносной тепловизор |
Модуль с объективом и узкополосным фильтром 7,7 мкм. Доступен объектив f=18 мм, 30° x 22°, F/0.7 |
Условия проведения испытаний
14 декабря 2021, г. Москва. Температура воздуха – 3 °С, пасмурно.
На расстоянии 9 метров от места установки тепловизоров был размещен баллон с метаном, который хранился при комнатной температуре. С помощью редуктора был выставлен поток 6 л/мин по показаниям ротаметра. Тепловизоры были вынесены из помещения и испытывались без достаточной стабилизации режима работы.
Оба тепловизора испытывались как в стандартном режиме, так и с включением специального режима, помогающего делать акцент на подвижных деталях сцены относительно неподвижного фона. Проверялась также способность визуализации как при холодном фоне (снежный покров), так и при теплом (человек в легкой одежде). Наши инженеры подтвердили теорию о необходимости обеспечения разницы температур метана и фона хотя бы на 2 °C.
Таблица 1 – GIF-анимации с разным фоном (9 метров, 6 л/мин)
| GF77 с холодным фоном | FLM384-GAS с холодным фоном |
 |
 |
| GF77 с теплым фоном | FLM384-GAS с теплым фоном |
 |
 |
Рисунок 2 – GIF-анимация, полученная при испытаниях FLM384-GAS с разным фоном (9 метров, 3 л/мин)
Таблица 2 – Дополнительное испытание GF77 на расстоянии 6 метров, расход газа 3 л/мин
| GF77 без режима HSM | GF77 с режимом HSM |
 |
 |
Вывод
Тепловизионный модуль FLM384-GAS продемонстрировал удовлетворительные результаты и подтвердил работоспособность по обнаружению (визуализации) утечек метана при использовании неохлаждаемого микроболометра в диапазоне 7,7 мкм.
Готовится серийное производство FLM384-GAS в переносном исполнении типа «монокуляр» цена для покупателя будет в разы ниже, чем у американского аналога. Это объясняется, в первую очередь, отсутствием второстепенных функций, никоим образом не влияющих на итоговый результат - обнаружение утечки. Это позволит получить массовый продукт, доступный для бригад, обслуживающих ГРС, распределительные сети низкого давления, АГНКС, криогенные ГЗС, заводы СПГ, ГПЗ, установки сжижения и компримирования газа.
Также предполагается серийное производство тепловизора для стационарного использования с интерфейсом GigE в том числе и на ОПУ. В этом случае открываются широкие возможности для постобработки информации, например для количественной оценки утечки (qOGI).
Объективные данные, влияющие на результаты сравнения FLM384-GAS и GF77:
1. GF77 сохраняет видеофайлы на SD-карту с компрессией MPEG4 не в лучшем качестве, вживую на экране изображение разборчивее.
2. Пост-анализ видеофайлов, сохраненных на SD-карту тепловизором GF77, невозможен после съемки утечек с низкой концентрацией.
3. GF77 имеет более широкоугольный объектив, именно поэтому проведена дополнительная съемка с дистанции 6 метров (расход 3 л/мин).
4. При использовании режима HSM (GF77) и поиске малых объемов утечки обязательно требуется штатив для фиксации тепловизора.
5. При сравнении приборов не учитывалось наличие второстепенных функций, не влияющих на результат обнаружения (визуализации) утечек, таких как тачскрин, GPS, Wi-Fi, Bluetooth, радиометрия и т.д.
Для получения дополнительной информации по условиям поставки FLM384-GAS пишите нам на почту info@npk-photonica.ru или звоните по номеру +7 (812) 209-20-20.
