液化天然氣儲罐泄漏區(qū)域定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了液化天然氣儲罐泄漏定位方法，包括步驟：(a)在儲罐外壁上安裝4組燈泡做為參考點；(b)在儲罐外安裝四臺紅外熱像儀；(c)打開八個燈泡，開啟四臺紅外熱像儀對液化天然氣儲罐進(jìn)行紅外成像掃查，形成溫度分布紅外圖像，然后將溫度分布紅外圖像傳入計算機(jī)進(jìn)行分析處理；（d）截取液化天然氣儲罐整體外壁溫度分布圖像中出現(xiàn)局部連續(xù)降溫變化的降溫圖像部分，根據(jù)降溫圖像部分做出等溫線；(e)在控制溫度所在的等溫線上任取N點，計算出其對應(yīng)于儲罐外壁上的儲罐泄漏對應(yīng)點，將全部儲罐泄漏對應(yīng)點連接到一起得到的連線所包圍的區(qū)域為實際的儲罐泄漏區(qū)域。采用本方法可提高LNG儲罐工作可靠性。
【專利說明】液化天然氣儲罐泄漏區(qū)域定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測定位裝置，尤其涉及LNG儲罐泄漏區(qū)域的分析與定位技術(shù)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]液化天然氣(LNG)儲罐是液化天然氣運輸和儲存必不可少的儲氣容器，近年來LNG儲罐的研制在向大容量方向發(fā)展。LNG儲罐是由盛裝低溫LNG液體的鋼質(zhì)內(nèi)罐和提供正常操作環(huán)境與保護(hù)功能的混凝土外罐組成的復(fù)合設(shè)施。一旦鋼質(zhì)內(nèi)罐局部出現(xiàn)破裂，保溫層失效、儲罐外壁混凝土破壞，都會引起嚴(yán)重泄漏現(xiàn)象，使混凝土罐壁內(nèi)側(cè)急劇降溫產(chǎn)生的拉應(yīng)力會把罐壁內(nèi)側(cè)拉裂。隨著泄漏的持續(xù)，外罐受影響區(qū)域的深度和廣度將逐漸向罐壁外側(cè)和沿罐壁高度發(fā)展，危及外罐的安全。
[0003]目前國際上對于LNG儲罐泄漏故障診斷的研究并不多，且現(xiàn)有的泄漏定位方法大多需要耗費大量資金，安裝復(fù)雜，實用性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種及時發(fā)現(xiàn)泄漏情況的液化天然氣儲罐泄漏定位方法。
[0005]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的液化天然氣儲罐泄漏定位方法，它包括以下步驟:
[0007](a)在液化天然氣儲罐外壁上安裝4組燈泡做為參考點，依次為第一、二、三、四組燈泡，每組燈泡包括沿同一豎直方向分別安裝在液化天然氣儲罐頂和儲罐底的上、下兩只燈泡，四組燈泡中的四個上燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布，四組燈泡中的四個下燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布；
[0008](b)在液化天然氣儲罐外安裝四臺紅外熱像儀，所述的四臺紅外熱像儀位于同一圓周方向上并且位于液化天然氣儲罐1/2高度處，所述的四臺紅外熱像儀分別位于兩組燈泡之間的中間位置，調(diào)整四臺紅外熱像儀距離液化天然氣儲罐外壁的距離使每一臺紅外熱像儀可以檢測到大于儲罐外壁四分之一的區(qū)域，所述的四臺紅外熱像儀安裝傾角為零，且拍攝所得的熱圖中心正對四個燈泡投影所組成的平面中心；
[0009](c)打開八個燈泡，開啟四臺紅外熱像儀對液化天然氣儲罐進(jìn)行紅外成像掃查，形成溫度分布紅外圖像，然后將溫度分布紅外圖像傳入計算機(jī)進(jìn)行如下分析處理:以燈泡所在點為圖像的特征點，對特征點附近區(qū)域進(jìn)行匹配計算，依次對四個圖像進(jìn)行左右相連拼接，去除相鄰圖像間的重疊區(qū)域作為液化天然氣儲罐整體外壁溫度分布圖像；
[0010](d)截取液化天然氣儲罐整體外壁溫度分布圖像中出現(xiàn)局部連續(xù)降溫變化的降溫圖像部分，根據(jù)降溫圖像部分做出等溫線，等溫線由外部趨近于泄漏中心處的溫度依次降低，從而確定泄漏所在區(qū)域，確定泄漏所在區(qū)域具體步驟為:以最低溫度點處為等溫線坐標(biāo)原點建立最低溫度直角坐標(biāo)系，以平行于溫度圖像底邊的水平方向為橫坐標(biāo)方向，以豎直向下的高度方向為縱坐標(biāo)的正方向，在縱坐標(biāo)的正方向取3米參考區(qū)域?qū)囟冗M(jìn)行分析，確定溫度隨高度的變化關(guān)系，建立溫度-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正；在此基礎(chǔ)上求出溫度的導(dǎo)數(shù)與高度之間的關(guān)系，建立導(dǎo)數(shù)-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正，并確定溫度導(dǎo)數(shù)最大值；取0.707 X溫度導(dǎo)數(shù)最大值為溫度變化控制點，該溫度變化控制點所對應(yīng)的高度坐標(biāo)，對應(yīng)到溫度-高度變化曲線圖上，得到所述的溫度變化控制點所對應(yīng)的高度坐標(biāo)的控制溫度，控制溫度所在的等溫線所包圍的區(qū)域就是泄漏所在區(qū)域；
[0011](e)取控制溫度所在的等溫線上的任意A點，確定該任意A點在圖像像素坐標(biāo)系中的位置，
[0012]然后根據(jù)公式
[0013]
【權(quán)利要求】
1.液化天然氣儲罐泄漏定位方法，其特征在于它包括以下步驟:(a)在液化天然氣儲罐外壁上安裝4組燈泡做為參考點，依次為第一、二、三、四組燈泡，每組燈泡包括沿同一豎直方向分別安裝在液化天然氣儲罐頂和儲罐底的上、下兩只燈泡，四組燈泡中的四個上燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布，四組燈泡中的四個下燈泡位于同一圓周方向上并且間距45度分布；(b)在液化天然氣儲罐外安裝四臺紅外熱像儀，所述的四臺紅外熱像儀位于同一圓周方向上并且位于液化天然氣儲罐1/2高度處，所述的四臺紅外熱像儀分別位于兩組燈泡之間的中間位置，調(diào)整四臺紅外熱像儀距離液化天然氣儲罐外壁的距離使每一臺紅外熱像儀可以檢測到大于儲罐外壁四分之一的區(qū)域，所述的四臺紅外熱像儀安裝傾角為零，且拍攝所得的熱圖中心正對四個燈泡投影所組成的平面中心；(c)打開八個燈泡，開啟四臺紅外熱像儀對液化天然氣儲罐進(jìn)行紅外成像掃查，形成溫度分布紅外圖像，然后將溫度分布紅外圖像傳入計算機(jī)進(jìn)行如下分析處理:以燈泡所在點為圖像的特征點，對特征點附近區(qū)域進(jìn)行匹配計算，依次對四個圖像進(jìn)行左右相連拼接，去除相鄰圖像間的重疊區(qū)域作為液化天然氣儲罐整體外壁溫度分布圖像；(d)截取液化天然氣儲罐整體外壁溫度分布圖像中出現(xiàn)局部連續(xù)降溫變化的降溫圖像部分，根據(jù)降溫圖像部分做出等溫線，等溫線由外部趨近于泄漏中心處的溫度依次降低，從而確定泄漏所在區(qū)域，確定泄漏所在區(qū)域具體步驟為:以最低溫度點處為等溫線坐標(biāo)原點建立最低溫度直角坐標(biāo)系，以平行于溫度圖像底邊的水平方向為橫坐標(biāo)方向，以豎直向下的高度方向為縱坐標(biāo)的正方向，在縱坐標(biāo)的正方向取3米參考區(qū)域?qū)囟冗M(jìn)行分析，確定溫度隨高度的變化關(guān)系，建立溫度-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正；在此基礎(chǔ)上求出溫度的導(dǎo)數(shù)與高度之間的關(guān)系，建立導(dǎo)數(shù)-高度變化曲線圖并進(jìn)行曲線擬合，光滑修正，并確定溫度導(dǎo)數(shù)最大值；取0.707 X溫度導(dǎo)數(shù)最大值為溫度變化控制點，該溫度變化控制點所對應(yīng)的高度坐標(biāo)，對應(yīng)到溫度-高度變化曲線圖上，得到所述的溫度變化控制點所對應(yīng)的高度坐標(biāo)的控制溫度，控制溫度所在的等溫線所包圍的區(qū)域就是泄漏所在區(qū)域；(e)取控制溫度所在的等溫線上的任意A點，確定該任意A點在圖像像素坐標(biāo)系中的位置，然后根據(jù)公式
【文檔編號】G01M3/00GK103712059SQ201310632477
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】朱聞達(dá), 劉長水, 章青, 吳小文, 蘇娟, 趙磊, 張育坤 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 天津大學(xué)