Page 95 - 无损检测2025年第二期
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白 烨，等：
管道泄漏检测技术与安全评估的研究进展
光纤光缆法等；基于软件的检测方法包括体积质量 解，目前现场管道泄漏检测主要采用以硬件设备检
平衡法、实时瞬变模型法、神经网格法等。不同的 测采集数据，数据算法进行分析，以及人工实施判
管道泄漏检测方法根据设备成本、算法准确性、操 断相结合的方法。管道泄漏检测方法分类如图 4
作方便性等方面的不同，具有各自的优缺点。据了 所示。
图 4 管道泄漏检测方法分类
1 基于硬件的检测方法 的穿透力，可以对目标进行更为精确地探测和识别。
由于甲烷密度比空气密度要小，故毫米级雷达系统
1.1 光学方法
可利用甲烷/空气密度差进行甲烷泄漏的检测 [11] 。
1.1.1 激光雷达系统
Argonne国家实验室开发应用的毫米波雷达检测系
激光雷达系统基于光谱吸收原理，气体分子可 统包括高分辨率摄像机、摄影跟踪仪、识别系统和毫
选择性地吸收光，并且气体浓度可通过激光设定 米波检测器等。
功率与回声功率来分析确定 。由ITT机构研制 1.1.4 热成像法
[7]
的ANTM GEL系统可实现 160 km · h − 1 的检测速
热成像法是利用红外探测器和光学成像物镜，
度，Bridger Photonics公司研制的检测设备可获得高 接收被测目标的红外辐射能量分布图形，并反映在
[8]
清三维气体云图，方便精准地检测泄漏 。由Ball 红外探测器的光敏元件上从而获得红外热像图，可
Aerospace机构研发的飞行检测器提高了检测设备 用于检测管线上的介质热辐射变化 [12] 。当介质流体
分辨率与定位精度。 发生泄漏进而出现喷射时，流体会引起周围土壤温
1.1.2 激光二极管吸收法 度变化。因此，该方法可借助移动交通工具，实现长
激光二极管吸收法的检测原理与雷达系统的相 距离管线泄漏检测 [13] 。目前，具有代表性的热成像
似，可近距离手持设备进行检测。当二极管激光束 设备包括美国GasFindIR系列、Bertin技术公司研制
靠近待测泄漏管道时，部分光束将被吸收，为了确定 的气体视觉成像仪 [14] 。
被测物体的甲烷浓度，光谱信号被探测器接收并进 1.1.5 成像光谱法
[9]
行解调与分析 。LIANG [10] 利用可调谐激光二极管 成像光谱法是一种应用于光谱分析的成像技
吸收光谱仪（TDLAS）测量了低浓度下氢气的泄漏 术。相比于传统的光谱分析技术主要关注光的频率
情况。 或波长分布，成像光谱法可以同时提供光谱信息和
1.1.3 毫米波雷达检测 空间位置信息，从而实现对物体或样品的成像分析。
毫米波雷达检测是一种利用30~300 GHz频段 根据光谱波段数的不同，光谱成像技术可分成多波
的毫米波进行无线电波探测的雷达技术。相较于传 段成像技术与高光谱成像技术，也分为吸收模式和
统雷达技术，毫米波雷达具有更高的分辨率和更强 放射模式。多波长放射技术认为泄漏气体温度比周
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2025 年 第 47 卷 第 2 期
无损检测
