Abstract
Currently gas safety management in the industrial field has been done by LDAR as contact method or methane leak detector as non-contact method. But LDAR method requires a lot of man-power and methane leak detector have the limitation of methane only. Therefore the Research on the OGI(optical gas image) has big attention by industry. This research was undertaken to see the effect of background temperature difference of gas cloud on the clarity of OGI. The background temperature control panel was constructed to cool down the background temperature. OGI was taken at the various methane gas ejection rate and the designed temperature difference. The experimental results showed that the OGI(when the temperature difference is $-6^{\circ}C$) is more clear thane the OGI(when the temperature difference is zero). To quantify the clarity difference, MATLAB's RGB analysis method was employed. The RGB value of the OGI at ${\Delta}T-6^{\circ}C$ was 20% lower than the OGI at ${\Delta}T0^{\circ}C$. The clarity difference by T difference can be explained by the total radiation law. When the background temperature of the gas is lower than the air temperature, the radiation energy coming into the OGI lens is increasing. As the energy is increasing, the OGI image becomes clear.
현재 산업현장의 가스 안전관리는 접촉식은 LDAR(Leak Detection and Repair), 비접촉식은 레이저 메탄검지기와 IR 카메라를 사용하고 있다. LDAR 방식은 전체 관리를 하는데 많은 인력과 소요시간이 들고, 관리자가 측정을 위해 가까이 접근해야 하므로 안전의 위협을 받을 수 있어 비접촉식이 더 효율적이다. 비접촉식에서 IR(infrared)을 이용한 가스 측정 방안에 대한 연구가 주목받고 있다. 산업 가스 중 메탄가스를 활용하여 측정 거리에 따라 가스 분출량을 변화시켜 OGI(optical gas image)를 촬영하였다. 본 논문은 가스의 배경온도차이가 OGI 의 선명도에 미치는 영향을 확인하기 위한 실험이다. OGI를 통해 가스의 구름모형을 정확하고, 선명하게 보기 위하여 배경온도 조절판을 제작하였다. 배경온도 조절판을 통해 배경온도와 대기온도 차이가 ${\Delta}T0^{\circ}C$일 때 보다 ${\Delta}T-6^{\circ}C$ 차이의 낮은 온도 조건으로 OGI 촬영을 한 결과가 육안을 확인하였을 때 더 선명한 차이가 나타났다. 선명도 차이의 객관성을 부여하기 위하여 추가로 MATLAB 의 RGB 분석법으로 확인한 결과, ${\Delta}T$가 $-6^{\circ}C$ 일 경우 RGB 값의 수치가 약 20% 낮게 나왔다. 배경온도가 대기온도보다 $-6^{\circ}C$ 낮을 때 더 선명하게 보이는 것은 총 복사법칙으로 설명이 가능하다. 가스의 배경온도가 대기온도에 비해 낮게 될 때 OGI 렌즈로 들어오는 가스의 복사에너지가 증가되어 가스가 더 선명하게 보이게 된다.
