Zusammenfassung
Für die Bestimmung von Bewegungsgeschwindigkeiten aus Bildserien existiert eine Vielzahl von Algorithmen. Diese werden jedoch meist auf Szenen angewendet, in welchen sich Objekte bewegen, deren Geometrie sich mit der Zeit nicht ändert. In dieser Arbeit werden Bildserien einer Fluidströmung in Form eines Gasgemisches aus Luft und Methan betrachtet. Die Herausforderung besteht dabei in der Änderung von Form, Größe und Orientierung der beobachtbaren Strukturen einer turbulenten Strömung. In dieser Arbeit werden verschiedene Verfahren zur Bestimmung des optischen Flusses auf Differenzbildserien einer Infrarotkamera zur Gasvisualisierung (sog. Gaskamera) angewendet. Die verwendeten Bildserien wurden mittels eines Laboraufbaus aufgenommen. Aus ihnen soll die räumlich und zeitlich gemittelte Strömungsgeschwindigkeit einer turbulenten Methan-Luft-Strömung bestimmt werden. Die Referenzmessung erfolgt mit einem Flügelrad-Anemometer im laminaren Strömungsbereich vor der Messzone.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
Literatur
1. Abdel-Moati, H., Morris, J., Zeng, Y., Kangas, P., McGregor, D.: New optical gas imaging technology for quantifying fugitive emission rates. In: Proceedings of International Petroleum Technology Conference. Doha, Qatar (2015-12-06)
2. Crone, T.J., McDuff, R.E., Wilcock, W.S.D.: Optical plume velocimetry: a new flow measurement technique for use in seafloor hydrothermal systems. Experiments in Fluids 45(5), 899–915 (2008)
3. Davidson, P.A.: Turbulence: An introduction for scientists and engineers. Oxford Univ. Press, Oxford, 2 edn. (2015)
4. Dierks, S., Retz, S., Klaus, D., Supply, C., Hensel, O., Kroll, A.: Schwachstellenanalyse und fernmesstechnische Ermittlung von Methanemissionen aus Biogasanlagen. gwf - Gas + Energie (9), 690–695 (2016)
5. Farnebäck, G.: Two-frame motion estimation based on polynomial expansion. In: Bigun, J., Gustavsson, T. (eds.) Image Analysis, Lecture Notes in Computer Science, vol. 2749, pp. 363–370. Springer, Berlin and Heidelberg (2003)
6. FLIR Systems: FLIR GF300/320 Specifications. Abgerufen am: 23.08.2016, http://www.flir.de/ogi/display/?id=55671
7. Gålfalk, M., Olofsson, G., Crill, P., Bastviken, D.: Making methane visible. Nature Climate Change 6(4), 426–430 (2015)
8. Gålfalk, M., Olofsson, G., Crill, P., Bastviken, D.: Making methane visible – supplementary information. Nature Climate Change (2015)
9. Gross, K.C., Bradley, K.C., Perram, G.P.: Remote identification and quantification of industrial smokestack effluents via imaging fourier-transform spectroscopy. Environmental science & technology 44(24), 9390–9397 (2010)
10. Hodgkinson, J., Tatam, R.P.: Optical gas sensing: a review. Measurement Science and Technology 24, 59 (2012)
11. Jähne, B.: Digitale Bildverarbeitung. Springer, Berlin, Heidelberg, 7 edn. (2012)
12. Kou, S.: Transport phenomena and materials processing. Wiley, New York, NY (1996)
13. Liu, S., Luo, X., Wang, L., Cai, Y.: Gas diffusion optic flow calculation and its applications in gas cloud infrared imaging. In: Liu, S., Zhuang, S., Petelin, M.I., Xiang, L. (eds.) Selected Proceedings of the Photoelectronic Technology Committee Conferences held June-July 2015. p. 979521. SPIE Proceedings, SPIE, Hefei, Suzhou, and Harbin, China (2015)
14. Lucas, B.D., Kanade, T.: An iterative image registration technique with an application to stereo vision. In: Proceedings of Imaging Understanding Workshop, pp. 121–130 (1981)
15. Nitsche, W., Brunn, A.: Strömungsmesstechnik. VDI-Buch, Springer, Berlin, Heidelberg, 2 edn. (2006)
16. Rodriguez-Conejo, M.A., Melendez, J., Barber, R., Garrido, S.: Design of an infrared imaging system for robotic inspection of gas leaks in industrial environments. International Journal of Advanced Robotic Systems 12(3), 1–12 (2015)
17. Sandsten, J., Andersson, M.: Volume flow calculations on gas leaks imaged with infrared gas-correlation. Optics Express 20(18), 20318–20329 (2012)
18. Sandsten, J., Edner, H., Svanberg, S.: Gas imaging by infrared gas-correlation spectrometry. Optics Express 21, 1945–1947 (1996)
19. Sandsten, J., Weibring, P., Edner, H., Svanberg, S.: Real-time gas-correlation employing thermal background radiation. Optics Express 6, 92–103 (2000)
20. Sauger, E., Fily, S., Lejeune, H., Thomas, B.: Investigating the use of infrared cameras to detect vocs. Sealing Technology 2013(4), 8–12 (2013)
21. Smith, K.M., Dutton, J.C.: A procedure for turbulent structure convection velocity measurements using time-correlated images. Experiments in Fluids 27(3), 244–250 (1999)
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2018 Springer-Verlag GmbH Deutschland
About this paper
Cite this paper
Dierks, S., Kroll, A. (2018). Schätzung von Gasgeschwindigkeiten aus Differenzbildserien einer Infrarotkamera zur Gasvisualisierung. In: Jasperneite, J., Lohweg, V. (eds) Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation. Technologien für die intelligente Automation. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-55232-2_15
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-55232-2_15
Published:
Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-55231-5
Online ISBN: 978-3-662-55232-2
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)