基金National Nature Science Foundation of China(61127015,61605176)The Key Program for International S&T Cooperation Projects of China(2012DFA10680,2013DFR10150)The Youth S&T Research Fund of Shanxi Province of China(2013021028-1)
文摘随着现代社会的工业化进程和快速发展,工业生产中的危险化学气体泄漏严重危及人身财产安全。如何有效检测污染气体的存在并获取气体的浓度和分布等信息,成为气体泄漏检测的重要课题。非制冷快照式红外视频光谱成像仪(Uncooled Snapshot Infrared Video Spectrometer,USIVS)是一种理想的硬件方案,能够直接从图像中感知危险化学气体的存在并获取危险化学气体的位置,为紧急处置提供有力支持。但是,商业化的轻量级被动式红外光谱成像仪的灵敏度和光谱分辨率相对受限,已有的气体浓度反演方法难以准确检测污染气体的存在。本文介绍了一种基于非制冷快照式红外视频光谱成像仪及其适用的数据处理技术流程。利用气体浓度反演方法对不同温度和光程长度下的气体进行了模拟实验,并得到了较为准确的反演结果,平均误差分别为2.88%和0.61%。在实验室和室外场景下进行了气体浓度反演方法的测量实验,结果表明该算法具有较好的稳定性,平均误差分别为6.18%和7.47%。通过USIVS与数据处理技术流程的有效结合,能够快速准确地检测污染气体的存在并给出图像中每个像素的气体浓度,实现气云浓度反演的效果,为后续该类技术的商业化及实用化提供了参考。
