秦 超，張 旭，袁 盼，金偉其，李 力，王 霞

〈系統(tǒng)與設(shè)計〉

氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的多指標(biāo)測試評價系統(tǒng)

秦 超，張 旭，袁 盼，金偉其，李 力，王 霞

（北京理工大學(xué) 光電成像技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點實驗室，北京 100081）

目前針對氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的相關(guān)評價技術(shù)還不夠成熟，相應(yīng)評價指標(biāo)的測試系統(tǒng)及其測量方法尚無系統(tǒng)的研究報道。而常規(guī)熱成像系統(tǒng)的性能評價方法難以直接用于評價氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)對泄漏氣體的探測能力，本文結(jié)合泄漏氣體特性及各測試系統(tǒng)的特點，設(shè)計了一種可測量多類性能指標(biāo)的氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的測試評價系統(tǒng)，并以乙烯和甲烷氣體為檢測目標(biāo)在實驗室環(huán)境中分別對NECL、MRGC和MDGC三種評價指標(biāo)進行了實驗測量，結(jié)果表明了測試評價系統(tǒng)的可行性和實用性。

氣體泄漏熱成像檢測；性能評價；測試系統(tǒng)

0 引言

近年來，基于制冷或非制冷紅外焦平面探測器的氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)不斷推出[1-3]，在氣體泄漏檢測的市場中所占份額逐漸增加。然而，目前能夠有效評估此類設(shè)備檢測泄漏氣體能力的相關(guān)方法和技術(shù)還不成熟，相應(yīng)的評價測試系統(tǒng)尚未統(tǒng)一。相應(yīng)的性能指標(biāo)主要分為兩大類：①第一類為直接利用泄漏氣體自身特征，將測試氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)對該類特征的檢測極限作為描述系統(tǒng)檢測性能的直觀評價指標(biāo)，常用評價指標(biāo)為最小可探測泄漏速率（minimum detectable leak rate，MDLR）[1-2]；②第二類基于常規(guī)熱成像系統(tǒng)的性能評價技術(shù)，針對氣體目標(biāo)的相關(guān)特性，定義了氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的實驗室測量指標(biāo)，常用性能指標(biāo)包括噪聲等效濃度路徑長度（noise equivalent concentration path length, NECL）[3-7]、最小可分辨氣體濃度（minimum resolvable gas concentration, MRGC）[8-9]和最小可探測氣體濃度（minimum detectable gas concentration, MDGC）[10]。其中，第一類性能指標(biāo)直觀簡便、動態(tài)場景成像且無需復(fù)雜的測量系統(tǒng)，但其測量方法粗略，未考慮氣體溫度、濃度及吸收特性等因素影響，檢測結(jié)果難以直接定量對比；第二類性能指標(biāo)綜合考慮了氣體自身特性對氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)探測能力的影響，然而此類指標(biāo)的測試原理限制其測量過程必須在實驗室環(huán)境下進行。

目前各性能指標(biāo)沒有形成統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的測試系統(tǒng)也不完善，對于不同生產(chǎn)廠商或研究機構(gòu)而言，使用單一指標(biāo)描述氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能時，其值往往不具有可比性。因此，通過搭建統(tǒng)一的測試系統(tǒng)，建立穩(wěn)定的測量環(huán)境，以多指標(biāo)測量的方式能夠更全面地獲取氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的性能。由于各評價指標(biāo)性能模型的輻射傳輸過程具有較大的相似性，通過結(jié)合各指標(biāo)測試系統(tǒng)的特點[2-3,5,8,10]，綜合考慮實驗室性能測試的安全性和穩(wěn)定性，設(shè)計并搭建了一種可測量多指標(biāo)的評價測試系統(tǒng)，能夠?qū)ΤＲ姷臍怏w泄漏熱成像系統(tǒng)性能評價指標(biāo)進行測量。本文主要介紹該測試系統(tǒng)的設(shè)計思想，并利用該測試系統(tǒng)在實驗室測量了一款非制冷氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的性能指標(biāo)，驗證了測試系統(tǒng)的有效性和實用性。

1 多指標(biāo)測量的評價測試系統(tǒng)設(shè)計

1.1 測試系統(tǒng)設(shè)計

目前可有效描述氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的評價指標(biāo)為NECL、MDLR、MRGC和MDGC，設(shè)計多指標(biāo)測量的評價測試系統(tǒng)需要基于待測氣體的相關(guān)特性（紅外吸收特性、氣體濃度、氣體溫度、氣體壓力和氣云尺寸等），對各性能指標(biāo)的測試方法和測量標(biāo)準(zhǔn)進行研究，提出相應(yīng)的設(shè)計要求：①首先氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)需要選用與待測氣體紅外吸收特性相適應(yīng)的成像波段；②采用特定的氣室約束氣云尺寸，使待測氣體濃度在測量過程中均勻穩(wěn)定，并從安全性考慮對氣室采用常壓設(shè)計；③需要均勻穩(wěn)定且溫度可控的目標(biāo)或背景輻射源作為客觀測量的基礎(chǔ)；④測試系統(tǒng)可測量多種性能指標(biāo)，并且可便捷地切換需要檢測的性能指標(biāo)；⑤確保與性能指標(biāo)相關(guān)的測試變量如溫度、氣體濃度等可精確測得；⑥實驗過程需要保證測試的安全性。基于以上設(shè)計要求，圖1給出設(shè)計的測試系統(tǒng)原理框圖。

圖1 多指標(biāo)測量的評價測試系統(tǒng)原理框圖

Fig.1 Functional block diagram of the evaluation test system for multi-index measurement

1.2 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和功能實現(xiàn)

測試系統(tǒng)主要組成部件包括：黑體輻射源及控制器、氣體濃度混合設(shè)備、雙腔紅外氣室、恒溫水浴箱及銅管換熱器、氣體循環(huán)泵、氣體泄漏報警器、靶標(biāo)轉(zhuǎn)盤、黑體雙孔擋板、濃度計、溫度計等。待測氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)置于氣室外側(cè)，并對黑體靶標(biāo)聚焦成像。上位機可控制黑體輻射源、氣體濃度混合設(shè)備、黑體靶標(biāo)輪盤等，并采集處理圖像數(shù)據(jù)。

黑體雙孔擋板正面均勻噴涂高發(fā)射率黑色涂料，用于提供均勻的測試背景，通過在雙孔擋板的其中一孔安裝空白參考靶標(biāo)，并與靶標(biāo)轉(zhuǎn)盤配合（如圖2），可在實驗中靈活地切換靶標(biāo)種類和單/雙氣室的使用。

圖2 黑體雙孔擋板和靶標(biāo)轉(zhuǎn)盤

靶標(biāo)轉(zhuǎn)盤可裝載5塊不同類型的黑體靶標(biāo)，靶標(biāo)正面均勻噴涂發(fā)射率大于0.95的黑體涂料，背面鍍制高反射率材料，并與導(dǎo)熱性差的材料制成的隔熱框固定，用于減小測試環(huán)境中環(huán)境溫度變化的影響。黑體靶標(biāo)元件用于在實驗中測量氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的MRGC和MDGC，由于MRGC和MDGC分別與熱成像系統(tǒng)的最小可分辨溫差MRTD（minimum resolvable temperature difference）和最小可探測溫差MDTD（minimum detectable temperature difference）存在相似的測試原理[11-12]，因此根據(jù)氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，借鑒MRTD和MDTD的測量標(biāo)準(zhǔn)[13-14]，設(shè)計的黑體靶標(biāo)尺寸如表1所示。

表1 靶標(biāo)尺寸

紅外氣室用于約束待測氣體尺寸，使測量時待測氣體的濃度均勻穩(wěn)定，是氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能測試系統(tǒng)區(qū)別于普通熱成像系統(tǒng)性能測試系統(tǒng)的關(guān)鍵組件（如圖3所示）。氣室被安裝在靶標(biāo)和黑體輻射源之間，分為目標(biāo)氣室和參考氣室兩個腔室，測量不同性能指標(biāo)時根據(jù)需要選擇單氣室或雙氣室進行操作。此時，目標(biāo)輻射由黑體輻射源經(jīng)過目標(biāo)氣室中待測氣體吸收后出射的輻射和待測氣體自身輻射兩部分組成，背景輻射為對應(yīng)背景黑體的輻射。紅外氣室的通光口徑50mm，長度200mm，氣室窗口材料ZnSe，其表面鍍制寬波段3～14mm增透膜，外框選用導(dǎo)熱性差的材料聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate），以減小外部環(huán)境對氣室內(nèi)待測氣體溫度的影響，在外框上合適位置還設(shè)有氣體輸入輸出口、腔內(nèi)氣壓表和溫度計安裝孔等。

測試系統(tǒng)其他重要部件如黑體輻射源，采用以色列CI-Systems公司面型黑體輻射源SR-800N，為實驗測量提供均勻穩(wěn)定溫度可控的目標(biāo)或背景輻射源；氣體濃度混合采用成都萊峰科技公司Flux controller display-LFIX系列的混氣儀，通過并聯(lián)使用大量程和小量程質(zhì)量流量控制器（mass flow controller，MFC），可較準(zhǔn)確地控制待測氣體的輸出濃度和輸出流量；由于部分評價指標(biāo)如MRGC和MDGC的測量中需要使待測氣體與背景黑體間具有較大溫差，我們選用中國盛威實驗儀器廠DC-1030的低溫恒溫水浴箱來控制通入紅外氣室的待測氣體溫度，并利用保溫管連接氣體循環(huán)泵經(jīng)由恒溫水浴箱和目標(biāo)氣室設(shè)計氣體循環(huán)路徑，實現(xiàn)氣室內(nèi)待測氣體的循環(huán)制冷并加速氣體濃度混合均勻。

圖3 雙腔紅外氣室

實際搭建的氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的評價測試系統(tǒng)如圖4所示。由于測量MDLR需在開放空間釋放待測氣體，并嚴(yán)格控制風(fēng)力等環(huán)境影響因素，出于對實驗安全性和穩(wěn)定性等方面的考慮，在后續(xù)實驗室測量實驗中未進行MDLR測試。

圖4 多指標(biāo)測量的評價測試系統(tǒng)

2 性能指標(biāo)測量方法及結(jié)果分析

在實驗室條件下，使用測試系統(tǒng)設(shè)計了各性能指標(biāo)的測量實驗，測量了自研的非制冷氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)[15]對乙烯和甲烷氣體成像檢測的NECL、MRGC和MDGC三種性能評價指標(biāo)值。該系統(tǒng)的響應(yīng)波長為6.5～12mm，探測器像元數(shù)640×512，像元尺寸17mm，物鏡焦距40mm，F(xiàn)數(shù)0.8，特征頻率0＝1.1765cyc/mrad。

2.1 NECL測量方法及結(jié)果分析

2.1.1 NECL測量方法

NECL定義為氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)輸出目標(biāo)圖像信噪比為1時，沿檢測系統(tǒng)視線方向的氣體濃度分布路徑積分。測量NECL可使用單氣室分時段測試[3]或雙氣室測試[5]，設(shè)計的測試系統(tǒng)采用雙腔紅外氣室測量NECL，可避免單氣室測量的繁瑣操作，并減少時間噪聲對測量結(jié)果的影響。基于評價系統(tǒng)設(shè)計的NECL測量方法如下：

1）調(diào)整氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)正對紅外氣室雙腔中心，取下雙孔擋板的空白參考靶標(biāo)，轉(zhuǎn)動靶標(biāo)盤將測試靶標(biāo)位置切換為空孔，使紅外氣室兩腔成像在氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的視野中心區(qū)域，調(diào)整成像系統(tǒng)位置，使雙孔擋板高發(fā)射率一面覆蓋成像系統(tǒng)的全部視場；

2）利用無紅外吸收的氮氣清洗管道和氣室，排出氣路內(nèi)二氧化碳、水蒸氣和實驗殘余氣體等影響測量結(jié)果的干擾氣體；

3）調(diào)節(jié)背景黑體溫度為b，目標(biāo)氣室內(nèi)待測氣體溫度為g，兩者溫差Δ＝b－g保持一定時，采集連續(xù)100幀14位圖像原始數(shù)據(jù)，分別在成像區(qū)域目標(biāo)氣室和參考氣室位置對應(yīng)選定成像均勻的30×30像元區(qū)域，計算兩像元區(qū)域內(nèi)像元信號平均值分別為test和ref，令＝test/ref，表示兩氣室測試信號的轉(zhuǎn)換系數(shù)，可用于修正氣室位置、窗口材料等不同引入的測量誤差。

5）由于待測氣體的紅外吸收特性，背景輻射信號經(jīng)由待測氣體被探測器接收后會產(chǎn)生信號衰減，利用雙腔氣室測量時信號衰減表示為Δ()＝￠ref·－￠test，其中￠test和￠ref分別表示目標(biāo)和參考氣室方向?qū)?yīng)選定像元區(qū)域內(nèi)信號的平均值；

6）調(diào)節(jié)目標(biāo)氣室內(nèi)待測氣體濃度，重復(fù)采集圖像數(shù)據(jù)并計算對應(yīng)的系統(tǒng)信號和噪聲，計算不同濃度待測氣體的系統(tǒng)輸出圖像信噪比SNR()為：

7）利用測量數(shù)據(jù)中系統(tǒng)信噪比與待測氣體濃度的對應(yīng)關(guān)系擬合曲線，根據(jù)曲線擬合結(jié)果對應(yīng)信噪比SNR()＝1時的氣體濃度沿儀器視線方向的路徑積分即為NECL(Δ)。

2.1.2 NECL測量結(jié)果分析

圖5為實際測試場景中氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)對雙腔紅外氣室的成像圖像，圖中從左往右兩塊圓形區(qū)域分別為未充入待測氣體的參考氣室和充入待測氣體的目標(biāo)氣室成像區(qū)域，兩區(qū)域內(nèi)像素值較低部分為腔室內(nèi)壁的成像區(qū)域，像素值較高部分為背景黑體經(jīng)腔室內(nèi)氣體的成像區(qū)域。

圖5 實測中雙腔紅外氣室的成像圖

根據(jù)上述NECL測量方法，測試時會在參考氣室和目標(biāo)氣室相應(yīng)的氣體成像區(qū)域內(nèi)對應(yīng)選定固定大小且成像均勻的像元塊進行采樣，并利用轉(zhuǎn)換系數(shù)做了相應(yīng)修正，不會影響最終的測量結(jié)果。實際測量時對待測氣體為28.1℃的乙烯氣體進行了測試，測得的氣體目標(biāo)與背景間溫差為－10～10K的乙烯氣體濃度與系統(tǒng)信噪比對應(yīng)關(guān)系的測量結(jié)果及擬合曲線如圖6所示，根據(jù)圖中測量數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)信噪比隨氣體濃度的變化先遵循對數(shù)關(guān)系，再趨于線性。這是由于隨著目標(biāo)氣體濃度的提高，氣體某些譜線的單色透射逐漸飽和，最終導(dǎo)致相應(yīng)波長的所有光子能量被衰減，此時，通過提高氣體濃度無法增大系統(tǒng)信噪比。

圖6 不同溫差乙烯濃度-信噪比測量數(shù)據(jù)及擬合曲線

根據(jù)NECL的定義，溫差為0K時，系統(tǒng)噪聲對信噪比-濃度的測量結(jié)果影響較大，由圖6的測量結(jié)果可見溫差為0K時曲線擬合效果較差，根據(jù)擬合曲線測得的NECL值沒有實際意義，計算其他溫差下對應(yīng)的NECL值及其擬合曲線如圖7所示。由測量結(jié)果可知，氣體目標(biāo)與背景間的絕對溫差越大NECL值越小，絕對溫差接近于零附近的某個較小值（對應(yīng)圖7所示漸近線位置的溫差值）時，NECL值趨于無窮，此時氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)無法探測到氣體目標(biāo)。因此，在對氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的NECL指標(biāo)進行測量時，需要保證較大的測量溫差，同時對不同系統(tǒng)性能該指標(biāo)的比較也應(yīng)建立在相同測量溫差下。

圖7 不同溫差NECL理想曲線和測量結(jié)果的擬合曲線

實驗室測試NECL誤差產(chǎn)生的主要原因為：

1）實驗數(shù)據(jù)采集過程中待測氣體溫度發(fā)生變化，導(dǎo)致測量溫差不準(zhǔn)確；

2）目標(biāo)氣室內(nèi)待測氣體混合不均勻，導(dǎo)致系統(tǒng)信噪比隨氣體濃度無規(guī)律變化，最終無法擬合測量數(shù)據(jù)計算NECL；

3）計算系統(tǒng)信噪比時選定的像元區(qū)域存在較多的像素壞點。

由圖6所測數(shù)據(jù)，溫差不為0時擬合曲線方程的決定系數(shù)2＞0.995，存在的測量誤差在常規(guī)允許范圍內(nèi)。根據(jù)其測量模型分析，由于紅外氣室窗口透過率小于1，圖中漸近線對應(yīng)溫差位置從0K向正溫差方向有較小的偏移，實際測試結(jié)果表明設(shè)計的測試系統(tǒng)及NECL測量方法可有效地測量氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的NECL值。

2.2 MRGC、MDGC測量方法及結(jié)果分析

2.2.1 MRGC、MDGC測量方法

MRGC[8]和MDGC模型[10]是基于常規(guī)熱成像系統(tǒng)的MRTD和MDTD模型建立的適用于氣體目標(biāo)檢測性能的評價方法。根據(jù)定義[8,10]，MRGC和MDGC分別指觀察者不限時長觀察檢測系統(tǒng)成像圖像時，恰可分辨出目標(biāo)四條帶圖案和恰可探測到圓狀圖案時對應(yīng)的待測氣體濃度沿檢測系統(tǒng)視線方向的路徑積分。由于MRGC、MDGC與MRTD、MDTD的測量原理基本相同，利用設(shè)計的評價系統(tǒng)，借鑒MRTD和MDTD的測量標(biāo)準(zhǔn)[13-14]，設(shè)計MRGC和MDGC的測量方法如下：

1）將空白參考靶標(biāo)安裝在雙孔擋板上，根據(jù)測量指標(biāo)的種類（MRGC或MDGC）轉(zhuǎn)動靶標(biāo)盤將測試靶標(biāo)位置切換為相應(yīng)種類的黑體靶標(biāo)（四條帶靶標(biāo)或圓孔靶標(biāo)），使氣室目標(biāo)覆蓋靶標(biāo)鏤空部分，調(diào)整氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)位置，使測試靶標(biāo)圖案位于視野中心，然后通入氮氣清洗氣室及氣路；

2）測量MRGC時，首先調(diào)節(jié)目標(biāo)黑體的溫度，固定并記錄當(dāng)采集圖像均勻且完全觀察不到四條帶靶標(biāo)時的目標(biāo)黑體溫度b1；在測量MDGC時，滿足上述觀測條件的目標(biāo)黑體溫度的取值范圍較大，這里通過分別記錄目標(biāo)黑體與背景黑體之間溫差為負值和正值時觀察者恰好不能觀測到圓狀目標(biāo)圖案的目標(biāo)黑體溫度，計算兩者的平均溫度b2，并調(diào)節(jié)目標(biāo)黑體溫度為b2；

3）氣室內(nèi)待測氣體的溫度為g，保持待測氣體溫度與背景黑體間的溫差相對穩(wěn)定，逐漸增大或減小氣室內(nèi)待測氣體濃度，當(dāng)觀察者恰可分辨出四條帶目標(biāo)圖案（或定位到圓狀目標(biāo)圖案）時，此時對應(yīng)的待測氣體濃度沿檢測系統(tǒng)視線方向的路徑積分即為MRGC或MDGC的測量值，假設(shè)氣室內(nèi)待測氣體濃度均勻分布，則MRGC或MDGC可表示為此時的待測氣體濃度與腔室有效長度的乘積。

4）通過調(diào)整測試靶標(biāo)尺寸和氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)的間隔距離，改變測試靶標(biāo)的空間頻率或角直徑，重復(fù)上述步驟，可得到反映MRGC和MDGC變化趨勢的測量結(jié)果。

2.2.2 MRGC和MDGC測量結(jié)果分析

根據(jù)實際泄漏場景中泄漏氣體溫度往往低于環(huán)境溫度的特點，在實驗中測量了乙烯和甲烷氣體溫度低于背景黑體的MRGC和MDGC值。圖8(a)給出成像系統(tǒng)對乙烯氣體溫度為24.4℃、背景溫度為29.0℃和甲烷氣體溫度為25.4℃、背景溫度為29.8℃的MRGC測量值和擬合曲線，圖8(b)給出氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)對乙烯氣體溫度為24.3℃、背景溫度為29.0℃及甲烷氣體溫度為24.8℃、背景溫度為29.9℃的MDGC測量值和擬合曲線。

根據(jù)圖8中測量數(shù)據(jù)可以看出，乙烯氣體和甲烷氣體的MRGC測量結(jié)果隨空間頻率的變化趨勢與理論模型分析結(jié)果具有較好的一致性。對于MDGC，靶標(biāo)角直徑越大，其值越小，對應(yīng)乙烯氣體和甲烷氣體的測量值隨靶標(biāo)角直徑的變化趨勢也與理論模型推導(dǎo)結(jié)論基本相符。其中，測量誤差主要來源于測試環(huán)境中的溫度波動（±0.1K）、氣體濃度的測量精度（±3%）和人眼觀測判讀時的主觀性誤差，存在的誤差在常規(guī)允許范圍之內(nèi)，表明所設(shè)計的多指標(biāo)評價測試系統(tǒng)的可行性及MRGC、MDGC測量方法的有效性。

圖8 對乙烯、甲烷氣體的MRGC和MDGC測量值

3 結(jié)論

基于對泄漏氣體自身特性及現(xiàn)有氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能評價技術(shù)的研究，設(shè)計并搭建了一種氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的多指標(biāo)測試評價系統(tǒng)，基于測試評價系統(tǒng)從實驗的穩(wěn)定性和操作的簡便性方面改進了NECL、MRGC和MDGC的實驗室測量方法，充分考慮了氣體相關(guān)特性和測試環(huán)境中的影響因素，有效減小了測量誤差，并利用乙烯和甲烷氣體進行了測量，分析了實驗測量誤差的主要產(chǎn)生原因，各指標(biāo)的測量結(jié)果與理論推導(dǎo)結(jié)論具有較好的一致性，說明了用于氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的多指標(biāo)測試評價系統(tǒng)及其測量方法的有效性。

對于氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的多指標(biāo)測試評價系統(tǒng)，通過更有效的氣體濃度和溫度控制手段及研究主觀性能指標(biāo)的客觀測量方法等途徑，可進一步減小實驗誤差，在未來將有望發(fā)展為能夠自動且有效評價氣體泄漏熱成像檢測系統(tǒng)性能的可靠平臺。

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Multi-index Test Evaluation System for Performance of Gas Leak Thermal Imaging Systems

QIN Chao，ZHANG Xu，YUAN Pan，JIN Weiqi，LI Li，WANG Xia

(MoE Key Lab of Photoelectronic Imaging Technology and System, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

At present, the technology for the performance evaluation of gas leak thermal imaging detectors is not sufficiently well-developed, and there is no systematic research report on the test systems or methods of the corresponding evaluation index. However, it is difficult for the performance evaluation methods of conventional thermal imaging cameras to directly evaluate the detection capabilities of gas leak thermal imaging systems. We designed a test and evaluation system that can measure the performance of gas leak thermal imaging systems with multiple types of performance indicators. NECL, MRGC, and MDGC were measured experimentally in a laboratory environment with ethylene and methane gas as the detection target. The experimental measurements verify that the test evaluation system is feasible and practical.

gas leak thermography, performance evaluation, test system

TN219/TN216

A

1001-8891(2020)12-1134-07

2020-07-03；

2020-09-09.

秦超（1995-），男，湖南人，碩士研究生，主要從事氣體泄漏紅外成像檢測技術(shù)研究。E-mail：407394833@qq.com。

金偉其（1961-），男，上海人，教授，博士生導(dǎo)師，博士，主要從事夜視與紅外技術(shù)、光電圖像處理、光電檢測與儀器等方面的研究工作。E-mail：jinwq@bit.edu.cn。

北京市科委計劃項目（Z171100002817011）。