كاميرات تصوير الغاز البصري (OGI) هي أجهزة تصوير حراري متقدمة مصممة لتصوير تسرب الغاز غير المرئي للعين البشرية. تُستخدم هذه الكاميرات على نطاق واسع في صناعات مثل النفط والغاز والمعالجة الكيميائية ومرافق الطاقة والمراقبة البيئية والتصنيع الصناعي. تساعد تقنية OGI الشركات على تقليل الانبعاثات وتحسين السلامة وزيادة الكفاءة التشغيلية. واحدة من أكبر مزايا كاميرات OGI هي أنها تستطيع اكتشاف تسرب الغاز وتحديد موقعه دون إيقاف العمليات الصناعية.
1.ما هي كاميرا تصوير الغاز الضوئية؟
كاميرا تصوير الغاز الضوئية هي نوع خاص من الكاميرات الحرارية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء والتي يمكنها "رؤية" غازات معينة. على عكس الكاميرات الحرارية القياسية التي تعرض بشكل أساسي الاختلافات في درجات الحرارة، تستخدم كاميرات OGI تقنية الترشيح الطيفي لاكتشاف مركبات غازية معينة.
عند مشاهدته من خلال كاميرا OGI، غالبًا ما يظهر الغاز المتسرب على شكل سحابة تشبه الدخان تتحرك عبر الشاشة. وبدون تقنية OGI، ستظل تسربات الغاز هذه غير مرئية عادةً.
2.كيف تعمل كاميرا OGI؟
تعمل كاميرات OGI عن طريق الكشف عن الأشعة تحت الحمراء التي تمتصها جزيئات الغاز. كل غاز له خصائصه الفريدة في امتصاص الأشعة تحت الحمراء. تمتص العديد من الغازات الصناعية طاقة الأشعة تحت الحمراء فقط ضمن نطاق طول موجي ضيق جدًا. للكشف عن هذه الغازات، تستخدم كاميرات OGI مرشحات بصرية مصممة خصيصًا تسمح فقط لنطاق ضيق من أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء بالوصول إلى الكاشف. ويسمى هذا النطاق الضيق ممر الموجة. تُعرف هذه العملية بالترشيح الطيفي أو التكيف الطيفي.
عندما لا يكون هناك تسرب للغاز، فإن الأشعة تحت الحمراء الصادرة من الأجسام الموجودة في المشهد تمر عبر العدسة وتصل إلى الكاشف بشكل طبيعي. ومع ذلك، إذا كانت هناك سحابة غازية بين الكاميرا والخلفية، وامتص الغاز الأشعة تحت الحمراء ضمن نطاق الطول الموجي المرشح، فإن كمية طاقة الأشعة تحت الحمراء التي تصل إلى الكاشف تتغير. ثم تعرض الكاميرا سحابة الغاز على شكل عمود مرئي. بعبارات بسيطة، يصبح الغاز مرئيًا لأنه يحجب أو يغير جزءًا من الأشعة تحت الحمراء.
3.ما هو المفتاح لجعل الغاز مرئيا؟
3.1 يجب أن يمتص الغاز الأشعة تحت الحمراء
يجب أن يمتص الغاز طاقة الأشعة تحت الحمراء ضمن نطاق الطول الموجي الذي تمت تصفيته للكاميرا. إذا لم يمتص الغاز الإشعاع في هذا النطاق، فلا يمكن تصوره. على سبيل المثال، لا يمكن عادة تصوير الهيليوم والأكسجين والنيتروجين بشكل مباشر لأنها لا تمتص الأشعة تحت الحمراء في ممر الموجة المرشح.
3.2 يجب أن يكون لسحابة الغاز تباين إشعاعي
يجب أن يكون هناك ما يكفي من التباين بين الأشعة تحت الحمراء بين سحابة الغاز والخلفية. وبدون التباين، سيكون من الصعب رؤية عمود الغاز.
3.3 اختلاف درجات الحرارة يساعد على الكشف
يجب أن يكون لسحابة الغاز والخلفية درجات حرارة سطحية مختلفة. الاختلافات في درجات الحرارة تجعل من السهل رؤية عمود الغاز.
3.4 تعمل الحركة على تحسين الرؤية
إن اكتشاف سحب الغاز المتحركة أسهل من اكتشاف الغاز الثابت. ولهذا السبب غالبًا ما تظهر التسريبات على شكل أعمدة متدفقة تشبه الدخان في الصور الحرارية لـ OGI.
4.حلول كاشف SensorMicro OGI لتطبيقات الكشف عن الغاز المختلفة
تمتص الغازات المختلفة طاقة الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية مختلفة، مما يعني أن أنظمة تصوير الغاز البصري تتطلب كاشفات مخصصة ومرشحات طيفية لتطبيقات محددة.
بالنسبة للغازات الهيدروكربونية مثل الميثان والمركبات العضوية المتطايرة، يكون امتصاص الأشعة تحت الحمراء أقوى بالقرب من 3.3 ميكرومتر. لتلبية متطلبات الكشف هذه، تقدم شركة SensorMicro جهاز كشف تسرب الغاز الساخن LFD615HZ3 3.2–3.5 ميكرومتر MWIR، المصمم لتطبيقات تصوير غاز المركبات العضوية المتطايرة عالية الأداء. يعتبر LFD615HZ3 مناسبًا لفحص النفط والغاز ومصانع البتروكيماويات ومحطات الطاقة والمراقبة البيئية وفحص السلامة الصناعية.
للكشف عن سداسي فلوريد الكبريت (SF6) والأمونيا، يتركز امتصاص الأشعة تحت الحمراء بالقرب من 10.6 ميكرومتر. يوفر كاشف تسرب الغاز LFD330C2 من SensorMicro مقاس 10.3–10.9 ميكرومتر إمكانية تصوير الغاز البصري المستهدف لهذه الغازات. يستخدم LFD330C2 على نطاق واسع في شبكات الكهرباء والبتروكيماويات والطاقة وحماية البيئة.
من خلال الجمع بين تقنية كاشف الأشعة تحت الحمراء المتقدمة مع إمكانية التصفية الطيفية الدقيقة، تساعد حلول SensorMicro OGI الصناعات على تحقيق اكتشاف أكثر أمانًا وكفاءة وموثوقية لتسرب الغاز.
خاتمة
تستخدم كاميرات تصوير الغاز البصري تقنية الترشيح الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتصوير تسرب الغاز الذي لا يمكن رؤيته بالعين البشرية. من خلال الكشف عن امتصاص الأشعة تحت الحمراء ضمن نطاقات محددة من الطول الموجي، يمكن لكاميرات OGI عرض الغازات المتسربة كأعمدة مرئية في الوقت الفعلي. مع تزايد الطلب على السلامة الصناعية وخفض الانبعاثات والمراقبة البيئية، أصبحت تقنية التصوير الحراري OGI ذات أهمية متزايدة في العديد من الصناعات.