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FLIR红外热像仪助力海上溢油检测

来源:原油 时间:2022/7/2
背景行业

随着经济社会发展对石油能源的依赖越来越大,海上石油运输量不断攀升,沿海石油开采迅猛发展,沿岸石油炼化加工与储存设施也越来越多,这就导致我国沿海海域的石油污染风险长期存在。我们只有提高海洋污染应急反应速度,加强应急处理技能,用更科学合理强有力彻底的处理措施,再加上完善的后续保障工作,才能最大程度地减少海上溢油事故的发生频繁,减少对能源的巨大浪费,同时也可以避免因海上溢油造成严重的海洋污染和生态污染。

分析需求

海上溢油事故发生的主要原因:船舶碰撞事故、船舶非法排放含油污水、海上石油钻井平台事故、海上石油作业事故、海上原油运输事故、海况异常等6方面

排除地震等自然因素,人为因素是导致事故发生的主要原因。

预防事故发生的对策:完善海洋环境管理体制;从控制污染源着手,减少溢油事故的发生,加强海洋溢油应急设施设备的研发健全环境监视系统。

漏油是一个危害极其大的环境污染事故,海水经常阴沉看时,会出现暗直线下降。在高角度,海洋水反射了太阳,地平线或天空而且会显得很亮,任何的液体浮在表面上的薄膜可能很难用肉眼或用彩色摄像机看到。特别是在低入射角,无论是水和油膜往往显得较暗。在波涛汹涌或波浪水起伏的水面检测油变得更加困难。针对这一情况好多海油运输船搭载了红外热像仪系统。

溢油原理

漏油检测原理是基于油和水在温度、热反射和热发射率之间的差异之上。由于导热性差异,油通常在白天吸热很快,因此它比周围的海水温暖,在热图像上显示为热点。到了晚上,情况刚好相反:油体的放热速度比周围的海水快,因而,油在热图像上显示为一个低温区。在白天,因为油反射来自阳光的热辐射不同,反射油也显示在热图像中。这与油和水反射阳光的程度不同,人眼能看到色彩差的原理相似。

FLIR红外热像仪是理想溢油检测工具,漏油检测原理是基于油和水在温度、热反射和热发射率之间的差异之上,明辨细微的热差异但并不是所有的红外热像仪都可以检测漏油。

水中溢油对基于热成像的检测方法提出了特殊的挑战。在可见光波段(简称VIS)中,海水通常是浑浊的,直下看时显得很暗。在高角度下,海水会反射太阳,地平线或天空,并且看起来非常明亮。面对这种高度可变的表面亮度,用肉眼或彩色摄像机很难看到漂浮在表面上的任何液体薄膜。避免发生事故,要求热像仪对细微的温差十分敏感。原油泄漏到海中,不论何种工作环境,在红外热像仪下均无处可藏。

(可见光)(红外热成像)

原油泄漏到海中,不论何种工作环境,在红外热像仪下均无处可藏。

在各种不同的海况和光照条件下,光谱的多波段范围为增加石化产品和水面之间的对比度带来了希望

溢油方案立体监视监测海上溢油、溢油浮标跟踪定位、海上溢油控制

溢油评估控制,防止扩散方案

一旦在海上发生溢油事故,首要任务就进行有效的应对处理,为此,正确的应对策略十分重要。防止溢油扩散,一旦溢油发生,应立即遏制浮油,防止溢油扩散。因为溢油在风、流和其他的自然因素下会迅速扩散和飘移,要尽快地对溢油进行围控。通常使用的防止溢油的扩散的工具是围油栏,FLIR热成像可以助力对溢油的扩散趋势初步评估。

初始评估的主要内容:(1)根据溢油源的类型、溢出油的种类、事故地点、事故原因、气象、海况等,评估溢油的可能规模,初步预测溢油的扩展趋向;(2)对溢油发生火灾、爆炸的可能性进行评估;

根据对溢油事故的评估,指挥部应立即作出溢油应急反应对策:

可见光

热像效果图

技术特性分析一

最原始的跟踪发现是靠人的眼睛,后来主要停留在遥感卫星层面。而海上溢油,很多是在远洋深海,还要伴随海风及洋流。MXR突破了溢油快速定位、准确跟踪的难题。

MXR高端的光电系统与雷达联动的海图联动功能实现了雷达目标信号与光学图像相联动的远程监控。茫茫大海,搭配FLIR光电系统的雷达联动功能,实现超远距离,识别锁定目标,持续跟踪,轻松定位热点和失踪目标。水面溢油跟踪监测浮标“一般来讲,海上溢油污染主要来自于船舶、石油钻井平台和陆上设施。一旦发生溢油事故,相关部门会立即启动应急反应,包括预测预警、围控回收和决策指挥等,“跟踪”就是运用跟踪浮标、溢油漂移预测模型等判断油污的概位。

(系统通常无法检测到物体的结构、船舰和水中的漂浮物。红外热像仪可用于验证雷达回波,发现雷达可能会遗漏的物体,为您显示绘图仪无法呈现的事物。)

雷达联动与电子海图雷达扫描的溢油图像

应用航海雷达图像记录仪提取到雷达扫描的溢油图像,将图像信号转换为数值信号,采用雷达图像处理技术识别和解译油膜性质,计算相应的溢油参数。雷达回波信号的大小与发射的电磁波的波长、偏振方向有关,也与油膜的性质有关。环境因素对雷达回波信号也有很大的影响,包括海面状况、大气中的分子等。

技术特性分析二

自动跟踪自动锁定跟踪对象

FLIR船载热像仪MXR具有视频跟踪功能,在操作者选定一个目标之后,摄像机即可自动追踪该活动目标,视频跟踪器可在可见光和热像仪之间无缝工作,允许您在系统之间切换并调整缩放设置。该MXR采用了M所有功能,并增加了集成视频跟踪和自动锁定跟踪对象功能,只需把相机调节为可视图像或消防模式即可启动。

实现提供全方位的态势感知,识别锁定目标,持续跟踪

海底溢油、海面平台溢油、移动油轮溢油等各类油源的漂移扩散情况开展预测预报。

海上浮油性能测试检测能力

主要功能:

安装在港区或者航道附近

支持全天侯水面溢油扫描

安装在溢油应急回收船上支持全天候溢油回收作业

能在恶劣天气和夜间作业

覆盖范围8公里

可以测量小目标物体,直径4米(适合海上搜救)

可以测量水流、流速、水深、海底地形等数据

可以接入VTS、AIS信号

应用领域

红外热成像视频图像监控取证系统,可实现对船舱外部情况,如船舶的前后环境、海洋资源、海上船只、漂浮物等进行全天候(24小时)观察、搜索、监视,可实时录像为有关部门处理情况提供详实资料。应用于巡逻船、远洋货轮,滚装船,内河船舶,海洋钻井平台等各种等海上设施。

1)船舶监视海上船舶发生溢油事故后,溢油应急指挥部根据溢油事故报告,迅速派遣监视船舶对溢油源和溢油进行跟踪监视,必要时利用事故现场周围的在航和作业船舶(包括运输、渔船、舰船等)监视

2)对监控储油船与输油船之间的输油过程是否漏油

3)跟踪因在开放水域清洗油罐而非法污染海洋的船舶。

其它应用领域

远距离、超远距离视频监控,在森林防火、边防、海防、港口、油田等广域视频监控领域中

海上搜救,港口、航道以及沿海安全、海事安全

海警船、海监船、海事巡逻船、渔政船、海关缉私船

水域巡逻可疑船只跟踪与监控

海上执法、威胁探测

宽广水域犯罪取证船舶跟踪与观察、搜索救援行动

岸基监视搜索系统

环境保护

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