[发明专利]使用光学检测来感测石油、油和气体泄漏的系统和方法

权利要求书

1.一种用于远程检测流体从天然气或油管线泄漏的系统，所述系统包括：

激光光源，所述激光光源用于在沿着多个方向扫掠时检测甲烷泄漏；

中波红外(MWIR)检测器，所述MWIR检测器与所述激光光源光耦合；以及

控制器，所述控制器操作地连接到所述激光光源和所述MWIR检测器以用于聚合通过所述激光光源和所述MWIR使用包括计算流体动力学模型的神经形态流检测算法收集到的数据。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述激光光源被调谐为3.2μm至3.3μm的吸收峰值。

3.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括操作地连接到所述激光光源的扫描机构，所述扫描机构被配置成使所述激光光源沿着第一方向从0到80度扫掠。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述扫描机构被配置成使所述激光光源沿着与所述第一方向正交的第二方向从0至50度扫掠。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述MWIR检测器联接到谐振扫描镜，所述谐扫描镜被配置成在60Hz下生成视频数据。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述MWIR检测器联接到飞行器。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述MWIR检测器联接到固定平台。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述激光光源联接到飞行器。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述激光光源联接到固定平台。

10.一种用于远程定量检测流体从天然气或油管线泄漏的方法，所述方法包括：

使用被调谐为甲烷吸收峰值的激光光源来扫描包括所述天然气或油管线的区域以便检测甲烷泄漏；

使用MWIR检测器来扫描被所述激光光源扫描的所述区域以便检测甲烷泄漏；

在成像界面上使用包括对所述激光源扫描和所述MWIR检测器扫描的视频分析、使用激光扫描和所述MWIR扫描进行的甲烷分散建模的算法来使所述甲烷泄漏成像以便定位流体泄漏；

使用包括对所述激光源扫描和所述MWIR检测器扫描的视频分析、使用所述激光扫描和所述MWIR扫描进行的甲烷分散建模的所述算法来量化所述甲烷泄漏，以便定位流体泄漏以及量化甲烷质量流率；以及

如果检测到流体泄漏高出预定阈值，则传送警报。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述泄漏被定位在1米之内。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述质量流率被量化在每分钟10克之内。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述甲烷成像算法和所述甲烷量化算法包括使用两个不同波长的差分成像。

14.如权利要求10所述的方法，其中所述甲烷成像算法和所述甲烷量化算法包括使用第一模型来捕获甲烷射流的出现以及使用第二模型来捕获扩散云的出现。

15.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括使用包括相机位姿估计的视觉断层摄影术来估计甲烷浓度。