Устройство дистанционного обнаружения утечек нефти и газа

Техническое решение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано для поиска и регистрации аварии на трубопроводах нефти и газа на поверхности земли и океана. Цель предложения - упрощение устройства и повышение чувствительности системы. Это достигается тем, что устройство для дистанционного обнаружения утечек нефти и газа, содержащее двухканальную оптико-электронную систему 10, состоящую из ТВ- канала 20 видимого диапазона, содержащего широкоугольный объектив 21 и приемник 22 излучения, и канала 30 ИК-диапазона, и подключенные к ним радиоканалы 40 и 50 передачи и приема информации соответственно, видеоконтрольное устройство 60 и блок 70 видеозаписи, отличается тем, что канал 30 ИК-диапазона содержит зеркальный объектив 31, в фокальной плоскости которого установлен модулятор 32 типа решетки с переменным шагом, за модулятором 32 в широкой части пучка регистрируемого изображения установлен одноэлементный приемник 33 излучения, при этом ТВ-канал 20 видимого диапазона находится в «слепом пятне» зеркального объектива 31.

Техническое решение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано для поиска и регистрации аварий на трубопроводах нефти и газа на поверхности земли и океана.

Известно устройство для дистанционного обнаружения утечек нефти из магистрального трубопровода (см. патент РФ № 2073816, опубл. 20.02.97 г.), использующее аэросъемку теплового поля трассы и определение местоположения локальных участков с аномальной температурой, которое по своей технической сущности является наиболее близким к заявляемому устройству. Известное устройство содержит сканирующий элемент, входной объектив, спектроделитель, приемник теплового канала, приемник видимого канала, видеоконтрольное устройство, приемники излучения, блок обработки сигналов.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, т.к. включает в себя сканирующую зеркальную систему, датчики поворота, набор лазеров для 4-х длин волн.

Задачей предложенного технического решения является упрощение устройства и повышение чувствительности системы.

Это достигается тем, что устройство дистанционного обнаружения утечек нефти и газа, содержащее двухканальную оптико-электронную систему, состоящую из ТВ-канала видимого диапазона, содержащего широкоугольный объектив и приемник излучения, и канала инфракрасного диапазона (ИК-диапазона), и подключенные к ним радиоканалы передачи и приема информации, видеоконтрольное устройство и блок видеозаписи, отличается тем, что канал ИК-диапазона содержит зеркальный объектив, в фокальной плоскости которого установлен модулятор типа решетки с переменным шагом, за модулятором в широкой части пучка регистрируемого изображения расположен одноэлементный приемник излучения, при этом ТВ-канал видимого диапазона находится в «слепом пятне» зеркального объектива.

Представленная иллюстрация поясняет суть предложения. На фиг. изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство дистанционного обнаружения утечек нефти и газа содержит двухканальную оптико-электронную систему 10, состоящую из ТВ-канала 20 видимого (=0,4÷1 мкм) диапазона и канала 30 ПК-диапазона, работающего в диапазоне спектра =8÷14 мкм. ТВ-канал 20 видимого диапазона содержит широкоугольный объектив 21 и приемник 22 излучения, выполненный на матричном ПЗС. Канал 30 ИК-диапазона содержит зеркальный объектив 31, в фокальной плоскости которого установлен модулятор 32 типа решетки, за модулятором 32 в широкой части пучка регистрируемого изображения расположен одноэлементный приемник 33 излучения, например, МГ-301281, работающий в тепловом диапазоне спектра =8÷14 мкм. Широкоугольный объектив 21 и зеркальный объектив 31 образуют единую конструкцию, при этом ТВ-канал 20 видимого диапазона находится в «слепом пятне» зеркального объектива 31. Изменение шага решетки модулятора 32 необходимо для того, чтобы была обеспечена возможность согласования его с угловым размером проецируемого теплового изображения. При этом шаг решетки должен быть больше или соизмерим с размером теплового изображения. Устройство устанавливается на летательный аппарат таким образом, чтобы направление штрихов решетки было перпендикулярно направлению полета носителя (см. фиг..). При помощи малогабаритного ТВ-канала 20 видимого диапазона осуществляется контроль направления полета носителя, контрастирование и опознание обнаруживаемого объекта с более высоким разрешением. С одноэлементным приемником 33 излучения связан радиоканал 40 передачи информации. Наземный блок приема информации состоит из радиоканала 50 приема информации, видеоконтрольного устройства 60 и блока 70 видеозаписи.

Работа устройства дистанционного обнаружения нефти и газа заключается в следующем (рассмотрим, в частности, проверку состояния нефтепровода). Носитель, управляемый пилотом или беспилотный, летит вдоль трассы нефтепровода. Направление его полета контролируется при помощи ТВ-канала 20 видимого диапазона, информация с которого посредством радиоканала 40 передается на командный пункт оператору. Наблюдение ведется по экрану видеоконтрольного устройства 50. Наличие повреждения на трубопроводе, например, разлив нефти на поверхности земли регистрируется каналом 30 ИК-диапазона, поскольку разлив нефти имеет отличную от окружающей поверхности температуру. Изображение пятна разлива нефти проецируется зеркальным объективом 31 на модулятор 32. Далее промодулированное изображение (сигнал) поступает на одноэлементный приемник 33 излучения, фиксирующий тепловое излучение (перепад от холодного к теплому -

контраст) и повышающий чувствительность аппаратуры обнаружения во столько раз, во сколько 1 элемент изображения проектирующего зеркального объектива (кружок рассеяния объектива) меньше изображения обнаруживаемого протяженного объекта. Затем сигнал поступает на радиоканалы 40 передачи и 50 приема информации соответственно с отображением на видеоконтрольном устройстве 60.

Испытания предлагаемого устройства, конструктивно более простого по сравнению с известным, показали, что оно не требует сложной прецизионной настройки, обеспечивает при этом высокую чувствительность аппаратуры, надежность и высокую вероятность обнаружения аварий на трубопроводах.

Устройство дистанционного обнаружения утечек нефти и газа, содержащее двухканальную оптико-электронную систему, состоящую из ТВ-канала видимого диапазона, содержащего широкоугольный объектив и приемник излучения, и канала ИК-диапазона, и подключенные к ним радиоканалы передачи и приема информации, видеоконтрольное устройство и блок видеозаписи, отличающееся тем, что канал ИК-диапазона содержит зеркальный объектив, в фокальной плоскости которого установлен модулятор типа решетки с переменным шагом, за модулятором в широкой части пучка регистрируемого изображения расположен одноэлементный приемник излучения, при этом ТВ-канал видимого диапазона находится в "слепом пятне" зеркального объектива.