基于红外成像多特征联合的乙烯气体泄漏检测.pdf

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1、2015年第34卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)119DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)06-0119-04基于红外成像多特征联合的乙烯气体泄漏检测王建平，李俊山，杨亚威，胡双演，孙胜永(第二炮兵工程大学信息工程系，陕西西安710025)摘要：针对目前乙烯气体泄漏检测存在效率低、精度差以及无法准确标定泄漏位置等问题，提出了一种基于红外成像多特征联合的乙烯气体泄漏检测方法。该方法首先利用红外相机获取生产车间的红外视频图像，通过联合帧间差分和背景差分的方

2、法获取疑似区域；其次对疑似区域进行泄漏气体成像的统计特征和小波能量变化特征分析，找出特征阈值；最后将多个特征阈值条件联合在一起，作出是否存在泄漏的判定。实验结果表明：该方法准确、高效且具备实时性，其泄漏检测的准确率达到95．6％。关键词：红外成像；气体检测；统计特征；能量变化特征中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000--9787(2015)06-0119-04Ethylenegasleakingdetectionbasedoncombinationofmulti—featuresofinfraredimaging术WANGJ

3、ian—ping，LIJun—shah，YANGYa—wei，HUShuang—yan，SUNSheng-yong(DepartmentofInformationEngineering，SecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’an710025，China)Abstract：Aimingattheproblemsoflowefficiency，precision，andthattheleaklocationcannotbeaccuratelycalibratedinethylenegasleakaged

4、etection，presentamethodfordetectingethylenegasleakagebasedonmultiplefeaturescombinationofinfraredimaging．Firstly，Infraredimageoftheproductionworkshopisobtainedbytheinfraredcamera，andthesuspectedareaisobtainedbythemethodofthecombinationofframedifferenceandbackgrounddiferenc

5、e；secondly，thestatisticsfeaturesandthewaveletenergyvariationcharacteristicsofgasleakageimaginginsuspectedareaisanalyzedtofindoutthefeaturethreshold；finally，themultiplefeaturethresholdconditionsiscombinedtogether，todeterminewhetherthereisleakage．Theexperimentalresultsshowth

6、atthismethodisaccurate，eficientandreal·time，andtheleakdetectionaccuracyratereaches95．6％．Keywords：infraredimaging；gasdetection；statisticalcharacteristics；characteristicofenergychange0引言1疑似区域的获取乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料、合成乙醇的基乙烯气体泄漏时的红外成像会呈现出飘动的特性，因本化工原料，是世界上产量最大的化学产品之一，其在国民此，可以利用运动

7、目标检测的方法进行检测识别。目前，常经济中的作用堪比钢铁J然而，在石化企业的乙烯生产用于运动目标检测的方法有帧间差分法、背景差分法和光过程中存在着巨大的安全隐患。在常温常压下，乙烯是一流法等。用这些方法获取到的运动目标包含了大量的干扰种无色可燃气体，当其泄漏过多时，极易造成燃烧爆炸而导信息，因此，所检测到的区域为疑似区域。针对乙烯气体泄致重大安全生产事故J。漏后的成像特征，本文采用一种联合帧间差分和背景差分随着成像监控技术的发展，采用视频监控报警实现对的方法纠来进行疑似区域的获取。其获取的流程框图如泄漏气体的检测已成为可能。由于乙烯是一种无

8、色气体，图l所示。因此，可利用乙烯在管道泄漏口喷出瞬间的低温(大约这种疑似区域的获取方法有效克服了单独使用帧间差-25。)特性，利用红外热像仪进行监控并实时检测。基于分或背景差分