一、氣體泄漏為什么能用紅外熱成像看見

過去查泄漏，靠的是便攜式檢測器逐點測、皂膜刷在法蘭上、看結(jié)霜、憑氣味。這幾種辦法都有同一個毛病：一個裝置區(qū)上千個密封點，逐點走一遍要走好幾天；人得湊到跟前才測得到，高處、高溫、有毒的場合上不去；測完拿到的是一串點數(shù)據(jù)，氣柱從哪個方向來、往哪里飄，看不出來。紅外熱成像氣體泄漏檢測儀換的是看法：不測點，看面。鏡頭對著設備群一掃，屏幕上出現(xiàn)一團隨氣流飄動的暗煙，那就是泄漏的氣柱；順著氣柱往回走，源頭就在閥門、法蘭或者密封墊上。這個辦法省掉的不是儀器，是工時——兩個人一小時掃完的區(qū)域，逐點測得走兩天。能看見的前提是氣體得跟背景有差別。氣體分子在特定波段吸收紅外輻射，背后的設備、地面、管壁都在往外輻射；氣柱擋在中間，把這一段輻射吃掉一部分，探測器上就出現(xiàn)明暗差。差得出來，屏幕上才有那團煙。三個條件湊齊才看得見，缺一條就什么也沒有。

表1 紅外熱成像看見氣體的三個條件

表注：三條里波段由探測器定，溫差由工況定，能調(diào)的是距離與角度；現(xiàn)場靠這三條判斷這一次看不看得見。

把三條換算到現(xiàn)場：波段由機器定，買之前就定死了；溫差由工況定，夏天罐頂曬得燙，氣團與背景差得開，冬天傍晚溫差小，畫面就平；能調(diào)的是距離與角度。所以同一臺機器，正午看與落日看不一樣，迎風看與側(cè)風看不一樣。恒美智造這臺 GIR-1600 走的就是這條中波制冷的路子，對著碳氫類的吸收窗口做的取舍。這一步定下來，后面所有參數(shù)都跟著走：探測器要不要制冷、鏡頭配長焦還是廣角、判讀按哪幾種形態(tài)教，都是從波段這里長出來的。恒美智造把 GIR-1600 做成一臺只干檢漏的機器，不為兼顧測溫而在波段上讓步；恒美智造在方案溝通時也常說一句：波段是一道門檻，門檻邁錯了，里面裝修得再好也沒用。

二、3.2 至 3.5 微米這一段里有什么

表2 3.2 至 3.5 微米這一段能測什么

表注：這一段是碳氫化合物的窗口，測不了沒有吸收特征的氣體，采購前把要查的氣體列出來對一遍。

為什么盯住這一段？碳氫鍵的伸縮振動在 3.3 微米附近有強吸收，甲烷、乙烷、丙烷、苯、甲苯這些分子的這一條鍵，吸收位置都擠在這附近。所以這一段被叫作碳氫窗口。做氣體檢漏的機器，探測器響應范圍必須蓋住它，蓋不住就等于戴著一副看不見目標的眼鏡。對照一下測溫機常用的長波 7.5 至 14 微米：那一段是常溫物體熱輻射的峰值區(qū)，測溫準、穿透煙塵好，可氣體在這兒的吸收弱，拿它去看氣柱，多半什么也看不到。這就是為什么拿一臺測溫熱像儀改個名字賣，用戶回去怎么調(diào)都看不見泄漏——不是手法問題，是波段不在那兒。

這一段能測的與不能測的，界限很清楚。能測的是四百余種揮發(fā)性有機物：甲烷、乙醇、汽油、苯系物、酮、酯、部分鹵代烴。測不了的是沒有碳氫鍵的氣體，氮氣、二氧化碳、水蒸氣，以及吸收特征太弱的硫化氫。采購前把自家要查的氣體列出來對一遍，別等買回去才發(fā)現(xiàn)主項不在窗口里。還有一條容易被忽略：看得見不等于看得清。氣柱越長、濃度越高，吸收越充分，畫面越明顯。同一個漏點，五米外看與五十米外看，需要的濃度差十倍以上。現(xiàn)場判斷時把距離一起記下來，同一處漏點兩次檢測的結(jié)論才對得上；只記看見、不記距離，第二年復檢就沒有基準。

三、制冷探測器與 120K 這條線

表3 制冷與非制冷在成本上的差別

表注：多花的錢買的是靈敏度與距離；檢漏這件事距離一遠，非制冷型就吃力，這一條補不回來。

紅外探測器分兩類：制冷的與不制冷的。制冷型把探測器本身降到低溫，自身的熱噪聲壓下去，靈敏度就上一個臺階；非制冷型在常溫工作，靠微測輻射熱計感受溫升，便宜、開機快，但靈敏度差一個量級。檢漏要找的是極微弱的吸收差，這一步差一個量級，遠距離就看不見了。GIR-1600 用的是制冷型高工作溫度中波二類超晶格探測器，工作溫度 120K。這個高工作溫度是這幾年的方向：探測器本身不需要降到那么低，制冷機要搬走的熱量就少，電機轉(zhuǎn)速可以降下來，機械磨損慢，壽命跟著長；熱交換產(chǎn)生的熱量少，整機功耗也低。對用戶來說，這三條落到一句實在話上：這臺機器的制冷機比老式方案耐用。

啟動要等幾分鐘。參數(shù)寫的是不超過五分鐘，實際用起來，從按下開關到畫面穩(wěn)定，夠你從車上走到裝置區(qū)門口。巡檢的安排就該按這個節(jié)奏走：出門前開機，走到點位正好到位，不必站在設備前面等。急著用的時候忘了這一步，往往誤以為機器壞了。制冷機是消耗件，按工作小時計數(shù)，到期要保養(yǎng)或者更換。采購時問清兩件事：制冷機的型號與標稱小時數(shù)，以及更換一次的價格與工期。這兩問不問，五年賬就算不準。恒美智造在交付資料里把制冷機的計數(shù)怎么讀、多少小時提醒保養(yǎng)，寫成了一張卡片，貼在箱蓋里側(cè)，翻蓋就看見。

四、一臺機器該有哪些數(shù)

表4 GIR-1600 的關鍵參數(shù)

表注：參數(shù)取自隨機技術文件；制冷型與非制冷型在靈敏度上差一個量級，參數(shù)表標不標得清，是分辨的門檻。

先看分辨率與視場角這一對。紅外 320×256，視場角 24.5 度乘 20 度，算下來十米處的畫面大約四米三寬，每個像素對應一點三厘米左右。遠處一個手指粗的漏點，要占到三五個像素才分得清形狀，所以看三十米外的法蘭，靠的是氣柱本身夠長，不是靠像素夠多。再看靈敏度三個數(shù)，參數(shù)表里?；熘鴮?。熱靈敏度優(yōu)于 10 毫開爾文，說的是探測器能分辨的小的溫差；探測靈敏度 20 毫開爾文，說的是整機在特定條件下的指標；溫度分辨率 0.1 攝氏度，說的是測溫顯示的步進。三個數(shù)不是一回事，采購時只寫高靈敏，驗收時就沒法核，得寫具體數(shù)值。

測溫是副業(yè)，可也用得上。范圍零下 20 到 350 攝氏度，精度正負 1 度或者讀數(shù)的百分之一，取大的那個；輻射率 0.1 到 1 可調(diào)，步進 0.1。檢修時順手看一眼軸承、電機、保溫層的溫度分布，能提前發(fā)現(xiàn)過熱與保溫脫落，這一臺機器就當兩臺用。末了一組是記錄與防護。64GB 存儲，TF 卡，紅外圖存成帶溫度數(shù)據(jù)的 JPG，視頻存 MP4，另有 1600 萬像素可見光同框；定位支持 GPS、格洛納斯與北斗；六種調(diào)色板，鐵紅與白熱看氣流，彩虹看溫差層次；IP54、抗 30g 沖擊、抗 2.5g 震動，整機 311 乘 196 乘 195 毫米、含電池不超過 2.5 公斤，電池 6800 毫安時能用三個半小時以上。這些數(shù)湊在一起，才叫能拎到裝置區(qū)用的機器。這組數(shù)里，恒美智造比較在意重量與續(xù)航：裝置區(qū)一走兩小時，兩公斤半與三公斤半的差別，末了體現(xiàn)在胳膊上；三個半小時的續(xù)航，正好是一輪巡檢的長度，配一塊備電就撐得住一天。參數(shù)表不寫這種感受，用起來天天碰到，恒美智造在樣機試用時也讓人拎著走一圈再定。

五、標準與泄漏檢測修復的關系

表5 常引的幾份文件

表注：文件決定方法與記錄格式，簽合同前問清按哪一份做，別等出報告時才補。

企業(yè)為什么要買這臺機器，多半不是為了好奇，是因為有文件壓著。GB 37822 管揮發(fā)性有機物的無組織排放，要求建臺賬、定期檢測、超標要修；HJ 1230 是泄漏檢測與修復的技術指南，把流程拆成建檔、檢測、修復、復檢、記錄五步；HJ 733 管現(xiàn)場檢測的具體方法。三份文件合起來，一套動作就定死了。熱成像在這一套里干什么？干篩查。裝置區(qū)幾千個密封點，先用它在遠處掃一遍，把可疑的幾十個挑出來，再拿便攜式檢測器逐個定量。省的是逐點走的時間，不是省掉定量這一步。反過來，只拿熱成像出濃度報告，報告站不??；只拿檢測器逐點走，一年走不完兩遍。兩件東西配合，才是完整的做法。

GIR-1600 能跟便攜式檢測器互聯(lián)，把對方的讀數(shù)取到畫面上，一邊看氣柱、一邊看濃度值，叫定量觀測。這個功能對出報告很實用：一張圖上既有位置、又有數(shù)值、還有時間與坐標，寫報告的人不用再對著本子抄。恒美智造在培訓時會把這條鏈路走一遍，用戶自己接一次，后面就會用了。執(zhí)法與督查場合，還要多一樣東西：證據(jù)鏈。錄像、截圖、時間水印、坐標、語音備注，五樣齊了，一段畫面才說明得了問題在哪、什么時候、誰在場。缺了時間與地點，畫面再清楚也只能當參考。這臺機器的語音錄制與定位就是為這個配的，用不用得上取決于流程，配不配是另一回事。

六、臺賬經(jīng)得起查的五個判斷

判斷一，氣體對得上。要查的是甲烷還是苯系物，兩種都在窗口里，但現(xiàn)場濃度與背景不同，看得見看不見差得遠。判斷二，距離與角度合適。氣柱要夠長，鏡頭要側(cè)著看，正對著漏點時氣柱與背景重疊，反而看不見。判斷三，溫差夠。夏天正午罐頂與氣團差得開，陰天傍晚就平，同一個點換個時段才看得見。判斷四，記錄齊。時間、地點、設備編號、查的什么氣體、判讀人、可疑點的復測值，六項都得有。只有一張截圖，第二年復檢沒法比。判斷五，復核定過。看見氣柱只是線索，用檢測器在泄漏點附近測一個濃度值，才算把這件事定下來；沒有復測值的記錄，評審時被問到就只能含糊。

這五條做實與不做實，差別不在設備價格上，在用法上。做實了，一份記錄能進排放臺賬、能應對督查、能當整改依據(jù)、能算出這一年修了多少個點；不做實，它只是一段看著新鮮的錄像，存進硬盤再沒人打開。見過一些單位，機器買了三年，臺賬上還是手寫的幾個字，問起來就說不清。恒美智造交付的時候，會把記錄模板、判讀要點、常見誤判的圖例一起給：哪些是氣柱、哪些是熱氣、哪些是鏡頭上的水痕、哪些是反光。這幾張圖例比參數(shù)表管用，新人看半小時就能少走很多彎路。模板留了備注欄，現(xiàn)場遇到特殊情況寫一句，復檢的人看得懂當時的情形。恒美智造的交付包里還有一件東西：一張 A4 的判讀卡，正面印六種常見氣柱形態(tài)，背面印四條排除法——看形態(tài)、看背景、看風、看變化?？ㄆ^塑，塞在運輸箱網(wǎng)兜里，現(xiàn)場掏出來就能對照。GIR-1600 的用戶多是現(xiàn)場人員，卡片比手冊好使，恒美智造印這一張的成本不到十塊，用處卻實在。