1. 概述:

石油天然气和化工生产，依靠管道系统输送油气和化工原料及产品，管道在运行过程中可能受到多种因素侵扰，例如：内外腐蚀、机械撞击、第三方活动等，使得管线发生破裂。一旦发生泄漏时，油气和空气混合将形成油气-空气混气云，如达到燃烧爆炸下限，遇火源就可能发生火灾或爆轰，导致人员伤亡和严重的财产损失。

油气管道泄漏的主要原因：

1) 管道出现腐蚀和老化的现象

如果管道被腐蚀，那么管道极易发生泄漏现象。对于腐蚀现象，诱因很多，比如接地土壤的酸碱性对管线产生腐蚀，导致管壁出现孔隙；腐蚀介质于静拉伸力的作用，导致应力断裂；不同的油气类型，使得管道内出现多种物质相互作用，出现不同类型的腐蚀。同时，管线自身的老化也会造成泄漏。

2) 流体产生的冲刷力加快管道的腐蚀

管道内油气流速超出一定范围，会产生冲刷力，损坏管道壁，最终出现穿孔的情况，导致泄漏，这种形式的泄漏比较容易发生在管道的拐弯处。

3) 运输过程中法兰泄漏

在站场内，出现法兰泄漏的原因很多，例如，在施工过程中，安装出现质量不过关的情况，造成螺栓出现松紧不合适的问题，使得法兰在使用过程中出现泄漏；管道设计不合理，使用过程中管道出现震动，造成法兰螺栓出现不稳定，产生泄漏；管道由于受到外力作用，出现的变形、密封垫变形等情况，都会出现法兰泄漏的情况。

4) 螺纹泄漏

锥管螺纹实现站场仪器、仪表的链接。如果螺纹出现空隙，就会导致密封出现问题。因此，采用密封胶带进行密封，但是，仍然不能完全避免螺纹泄漏现象的发生。

5) 第三方施工破坏

油气管道的位置和第三方施工地点较近，而施工由于前期勘察不到位，导致了施工过程中，常常导致了油气管道的破坏，导致了泄漏。另外天然灾害，例如地震，洪水等都会破坏油气管道，从而导致油气泄漏。

2. 管道泄漏检测技术的发展

1) 直接检漏法

直接检漏法相对原始初级，主要表现为工作人员亲力亲为的检测法，例如：人工巡查法，凭借巡查员直觉、经验等来明确是否存在管道泄漏问题，这种工作方法通常效率低、效果差，只能检测出重大泄漏问题，而且需要较长时间，巨大的人力、物力。为了提高检测效率，创造良好的检测效果，就必须采用现代化科学技术，利用各种科学仪器与技术方法等实现检测的自动化、智能化、精准化。

2) 手持红外热成像仪检测

随着红外技术的不断进步，采用气体检测用手持红外热成像仪检测气体泄漏的方法也逐渐被普及。因为它能让您看见泄漏气体，迅速锁定泄漏点。手持红外热像仪可以根据挥发性气体泄漏的物理性质检测气体泄漏。

图(1) 手持红外热成像仪现场检测

图(2) 红外热成像仪镜头下的油气泄漏

3) 红外热成像图像智能分析技术

但需要密切关注的是，以上两种方法都存在弊端，无论是直接检测法还是手持红外热成像仪都需要检测人员亲临现场，检测人员密切接触或接近接触被检测目标，检测人员可能会暴露在肉眼看不到的潜在的有害的化学物质中。而且很多油气管道被铺设在比较偏远或人员稀少的地区，一旦出现问题，相关检测人员不能及时快速的发现泄漏点，以及做出有效的应对措施。

随着视频智能分析技术的不断进步，采用红外热成像摄像机监控气体泄漏，对监控视频做出实时有效的智能分析的方法已经逐渐发展成熟，能让我们一旦发生气体泄漏，就能够迅速锁定泄漏点，快速有效的做出报警响应，应对突发状况，尽可能避免引发严重后果。

4) 红外热成像摄像机与普通相机图像区别

红外热成像相机呈现的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同，利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。

由于热能或红外光线的波长过长，人眼无法看到，因而红外热成像相机能帮助我们看到肉眼无法看到的物体。热成像技术可生成清晰的图像，这是适用于预见性维护、建筑检查、研发以及自动化应用的绝佳工具，非常适合使用在油气管道的检测上。热成像能够在完全漆黑的环境下、夜间、透过灰雾、烟雾以及从远距离看到所观察的物体。

红外热成像视频智能分析技术是视频监控的升级，深化了视频监控行业。由于红外成像相较于可见光成像，具有全天候（包括黑夜与风沙、大雾天气）、穿透力强、能反映温度信息等特点，因此，红外成像有其独特优势。

图(3) 可见光监控与红外监控比较

图(4) 红外热成像摄像机

新型的定位双目云台热成像红外监控摄像机，采用被动红外探测技术，支持白热、黑热、聚变、彩虹、金秋、午日、铁红、琥珀等多种热成像伪彩可调，完美展现白天、夜晚视频图像。

图(5) 红外热成像摄像机镜头下的气体泄漏

可以从图像中清楚的看到红外热像监控摄像机拍到的图像，气体泄漏区域会显示为一缕烟雾，帮助用户看到挥发性气体的泄漏。

3. 红外热像仪应用于视频监控领域检测气体泄漏

红外热成像是一项可应用于多个领域的检测技术，目前已广泛地应用于电力、石化、钢铁、造纸、科研、消防、安保等领域。那么，红外热像结合视频智能分析技术检测气体泄漏用适合那些行业呢？

石化：生产烃类物质的行业，其原料来自石油炼制的分离工艺或转化工艺。使用红外热像结合视频智能分析技术，可以观测到石化行业中使用的或生产的化学品泄漏。

化工：从基本原料生产非烃类或无机化学品。化工行业通常是批量生产和连续工艺生产，产品纯度很高。红外热像结合视频智能分析技术对该行业的一些化学物质泄漏具有良好的响应能力。

发电和配电：气电站通常使用天然气作为燃料。红外热像结合视频智能分析技术非常适用于这个行业的检漏。

天然气：天然气的生产、储存、运输和配送。天然气主要由甲烷和乙烷组成，中波红外热像机可以清楚地检测到这两种气体。红外热像结合视频智能分析技术适用于从天然气生产到配送网络再到终端消费者的所有环节的检漏。

环保执法：许多国家普遍是由政府机构而不是由行业监管执法。这些机构可以应用红外热像结合视频智能分析技术监控各行业，确保其遵守法规，并负责审计其减排绩效。

4. 红外热成像气体泄漏视频智能分析的实现

泰辰（TAICHEN）视频监控管理平台，不仅能实施全面的远程联网视频监控方案，并且能有效利用计算机视频智能分析技术，对热成像图像气体泄漏的烟雾状态进行浓度分析，实现对气体管道的运行状态进行实时监控，这样监管部门可以据此针对可能发生的气体漏气事件进行及时的报警和处置。

红外热成像气体泄漏视频智能分析完全集成在监控服务器内，作为监控服务器的全新报警输入类型，完美地和监控服务器各种成熟的报警响应功能相适应，稳定可靠地实现丰富的视频监控报警联动功能。

图(6) 气体泄漏视频智能分析的设置及工作状态

红外热成像气体泄漏视频智能分析充分考虑到应用的简便性，在大量实践应用的基础上，将参数设置范围优化至最小，将各种不易理解的选项隐含在程序内部，用户不必再为掌握各种设置选项而苦恼。

智能检索功能，是基于和实时监控相同的视频智能分析算法，在播放器上实现的强大高效的事后监督手段，能够在严格的实时监控报警基础上，针对特定目标事件进行快速二次查找。在查找过程中，你可以改变查找对象以及查找参数，在海量的视频数据中智能筛选出有用的视频事件信息，可以极大地减轻工作强度，提高工作效率。

图(7) 气体泄漏监控录像文件的智能检索功能

红外热成像气体泄漏监控视频智能分析是视频图像处理技术在环境监控领域中的又一个成功的实践，具有准确率高、抗干扰能力强、安装部署简便等特点，是有关部门进一步加强环境监控工作的有效利器。

关于视频监控软件本身所具备的强大功能，请参阅我公司其他相关主题文档，本文不再赘述。

5. 视频智能分析及环境检测数据采集一体机

视频智能分析与环境检测数据采集一体机，是视频智能分析技术与常规环境监控技术的完美统一。在这样一个集成一体机内，植入了泰辰（TAICHEN）视频监控管理平台的视频录像存储、远程视频数据访问、气体泄漏视频智能分析、标准工业MODBUS传感器数据采集及状态上报模块，数据采集模块支持HJ-212标准，能充分满足环境监控领域对于各种复杂环境的信息接入及数据共享的需求。

图(8) 环境监测数据采集模块的设置及工作状态

图(9) 视频智能分析及环境监测数据采集一体机的应用

6. 视频监控管理平台在环境监控中的应用

除了前端部署的视频智能分析与数据采集一体机，泰辰（TAICHEN）视频监控管理平台本身就是一个极具通用性的视频监控软件系统，早已广泛应用于国民经济的各个领域，在各种复杂的业务需求和网络环境下，承担着各个监控系统的框架功能。在视频分析数采一体机的配合下，这样一个功能强大的监控管理平台必将能够在安监领域发挥重要的作用。