專為石油和天然氣檢測而開發的基于無人機的OGI相機
基于無人機的 OGI 相機:(Optical Gas Imaging,光學氣體成像)其實是近幾年油氣、電力、化工等行業里非常熱門的應用方向。
什么是 OGI 相機
OGI(Optical Gas Imaging):利用紅外成像原理,對特定氣體(如甲烷、揮發性有機物 VOCs、六氟化硫 SF? 等)進行可視化成像。
工作原理:相機通常采用?中紅外(Mid-wave Infrared, MWIR, 3–5 μm)?或?長紅外(LWIR, 8–12 μm)?光譜段,配合濾光片,能檢測氣體吸收紅外光后產生的影像差異。
為什么結合無人機
高危區域:油田、化工廠、管道線路往往危險或難以接近,無人機可以遠程巡檢。
效率提升:無人機可以在較短時間內覆蓋數公里輸氣管線或大面積工廠。
安全合規:很多國家的碳排放監管要求(EPA、歐盟 Methane Regulation)鼓勵無人機 + OGI 來做甲烷泄漏檢測。
自動化:結合 AI 識別和定位算法,可以做到“發現泄漏 → 定位 → 報警”。
技術難點
重量與平臺匹配:OGI 相機價格高、體積大,早期 GF320(約 2.4kg)只能掛載在大型無人機(如 DJI M600)。
穩定性要求:對紅外成像要求極高,云臺要保證 ±0.01° 精度,避免畫面抖動。
氣體檢測靈敏度:需要考慮環境背景溫差、風速、濕度,影響檢測效果。
實時處理:紅外視頻需要邊飛邊處理,有時需要搭配機載 GPU(如 Jetson 系列)。
應用場景
油氣管道巡檢:甲烷泄漏檢測(常見)。
煉化廠 / 化工園區:VOCs 監測,防止爆炸或環境污染。
電力行業:六氟化硫(SF?)檢測(用于 GIS 開關設備)。
環保監管:碳排放核查。
MFE Inspection Solutions 開發了 MFE Detect LW,這是一款長波、非制冷 OGI 攝像機,可由無人機攜帶,并符合 EPA 40 CFR 第 60 部分附錄 K 的要求,屬于 OOOOa、b 和 c 的一部分。
典型的光學氣體成像 (OGI) 相機價格昂貴,如果用戶需要一臺符合 EPA 40 CFR 第 60 部分附錄 K 要求(包括 Quad OA)的相機,價格會更高,而且選擇有限。
此外,大多數OGI相機只能在地面上使用。這意味著它們只能捕獲約80%的所需數據,因為20%的數據位于視線水平或更高的地方。
MFE Detect LW 的設計初衷是為了解決這些挑戰,它是一款長波、非制冷 OGI 相機,其特點是:
- 符合 EPA 40 CFR 第 60 部分附錄 K 的要求
- 可由無人機攜帶(DJI 的 Matrice 300 和 350)
- 創建時考慮到了實惠的價格
- 配備人工智能軟件,可識別 OGI 影像中的泄漏
DJI 合作伙伴關系
MFE Inspection Solutions 多年來一直致力于 Detect LW 的研發。2020 年,該公司與大疆合作推出了一款兼容無人機的 OGI 相機,使油氣作業人員能夠從空中收集光學氣體數據,而無需使用昂貴的載人飛機或腳手架。
Sierra Olympia 合作
MFE Inspection Solutions 還與Sierra Olympia合作開發了一種低成本解決方案,以滿足 EPA 的 40 CFR 第 60 部分附錄 K 的要求。
通過與 Sierra Olympia 密切合作,該公司成功開發出 Detect LW 中的長波非制冷傳感器,據報道這是同類產品中第一款專門用于甲烷檢測的符合 Quad OA 標準的傳感器。
現場測試
Detect LW 與雪佛龍的 BakerRisk Testing 合作通過了 67 項現場測試,收集了高質量的數據,使檢查人員能夠發現 300 英尺處的 19 克/小時泄漏和 5 千克/小時泄漏,以及其他數十種泄漏。
自動泄漏檢測人工智能軟件
MFE 開發了一款人工智能泄漏檢測軟件,幫助企業滿足美國環保署 (EPA) 的要求。該軟件可自動執行泄漏檢測,使企業能夠自動分析其 OGI 數據。
檢查人員只需使用 OGI 攝像機捕捉視頻,然后軟件就會對其進行分析并幫助發現潛在的泄漏。
該軟件完全與硬件無關,這意味著用戶可以將該軟件與任何 OGI 相機的數據一起使用,而不僅僅是 Detect LW。