Resumen
Gas detection system with spectral signature in the infrared region, characterized in that it comprises an image detector (1) comprising a plurality of sensitive microbolometers in both the infrared window of medium wavelength and in the infrared window of wavelength long, a spectral selection system (2) for the tuning of the image detector at the absorption wavelength of the gas to be detected, an infrared optic (3) with number f <= 1, and an image processing module (4), configured to subtract from an image captured by the image detector the radiometric contributions corresponding to the background by means of a background subtraction algorithm. Also disclosed is a method of gas detection with spectral signature of the infrared region employing the gas detection system with spectral signature in the infrared region of the present invention. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1. - Sistema de detección de gases con firma espectral en la región infrarroja, caracterizado por que comprende: un detector de imagen (1) que comprende una pluralidad de microbolómetros sensibles tanto en la ventana infrarroja de longitud de onda media como en la ventana infrarroja de longitud de onda larga, un sistema de selección espectral (2) para la sintonización del detector de imagen a la longitud de onda de absorción del gas a detectar, una óptica infrarroja (3) con número f <1, un módulo de procesamiento de imagen (4), configurado para realizar la siguiente etapa sobre imágenes capturadas por el detector de imagen: (a) sustraer de una imagen capturada por el detector de imagen las contribuciones radiométricas correspondientes al fondo mediante un algoritmo de sustracción de fondo. 2. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 1, caracterizado por que el módulo de procesamiento de imagen (4) está configurado adicionalmente para realizar la siguiente etapa: (b) amplificar el contraste en la imagen resultante de sustraer el fondo de la imagen capturada por el detector de imagen. 3. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 2, caracterizado por que la etapa b) comprende realizar un ajuste del rango dinámico al histograma de los píxeles de la imagen resultante de la etapa a) mediante la función estándar de ecualización del histograma, aplicar un filtrado espacial mediante mediana o mediante media a la imagen resultante de la etapa a) o aplicar una combinación de ambas técnicas a la imagen resultante de la etapa a). 4. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de selección espectral (2) comprende un filtro óptico con una pluralidad de capas anti-reflejantes. 5. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 4, caracterizado por que el filtro óptico es de forma circular. 6. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 5, caracterizado por que el filtro óptico tiene un diámetro de 20 a 30 mm. 7. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la ventana infrarroja de longitud de onda media está comprendida en el rango entre 3 y 5 micras y la ventana infrarroja de longitud de onda larga está comprendida en el rango entre 8 y 12 micras. 8. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un segundo detector de imagen, estando el segundo detector de imagen sintonizado en una banda del espectro donde el gas a detectar no presenta absorción, en donde el módulo de procesamiento de imagen está configurado para: co-registrar espacialmente dos imágenes, en donde cada imagen ha sido capturada por un detector, previamente a la etapa (a), realizar la etapa (a) en las imágenes co-registradas, y comparar las dos imágenes resultantes. 9. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 8, caracterizado por que el módulo de procesamiento de imagen está configurado adicionalmente para amplificar el contraste en las imágenes resultantes de la etapa (a), y por que la etapa de comparación de imágenes se realiza sobre las dos imágenes resultantes de amplificar el contraste. 10. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que el módulo de procesamiento de imagen está configurado para comparar las dos imágenes mediante las siguientes etapas: (i) aplicar un filtro de reducción de ruido temporal y/o espacial a cada imagen, (ii) binarizar las imágenes resultantes de la etapa (i), (iii) eliminar agrupaciones inferiores a NxM píxeles en las imágenes binarizadas, (iv) restar las dos imágenes resultantes de la etapa anterior. 11. - Sistema de detección de gases según la reivindicación 10, caracterizado por que está configurado para activar una alarma cuando al menos un píxel de los píxeles obtenidos después de la etapa (iv) tiene un valor distinto de 0. 12. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado por que el módulo de procesamiento de imagen está configurado adicionalmente para comparar píxel a píxel la temperatura de las dos imágenes coregistradas y para determinar si la diferencia de temperatura entre pares de píxeles de las dos imágenes supera un umbral predefinido. 13. Sistema de detección de gases según la reivindicación 12, caracterizado por que el umbral de diferencia de temperatura está establecido como dos veces la mínima diferencia de temperatura detectable por los detectores de imagen. 14. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado por que el segundo detector de imagen está sintonizado en el espectro visible o en una banda de la región infrarroja que no incluye la longitud de onda de absorción del gas a detectar. 15. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los microbolómetros tienen una sensibilidad nominal de 35 mK o superior. 16. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los microbolómetros son microbolómetros de óxido de vanadio o de a-Si. 17. - Sistema de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de procesamiento de imagen (4) está configurado para obtener el fondo de la imagen como la media móvil generada con imágenes correspondientes a n instantes anteriores a la captura de la imagen. 18. - Método de detección de gases con firma espectral en la región infrarroja, caracterizado por que comprende las siguientes etapas: (s1) proporcionar un sistema de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, (s2) capturar una imagen mediante el detector de imagen sintonizado a la longitud de onda de absorción del gas a detectar, (s3) sustraer de la imagen capturada por el detector de imagen las contribuciones radiométricas correspondientes al fondo mediante un algoritmo de sustracción de fondo. 19. - Método de detección de gases según la reivindicación 18, caracterizado por que comprende adicionalmente las siguientes etapas capturar una segunda imagen mediante un segundo detector de imagen, estando el segundo detector de imagen sintonizado en una banda del espectro donde el gas a detectar no presenta absorción, co-registrar espacialmente las dos imágenes capturadas, realizar la etapa (s3) del método según la reivindicación 18 en la segunda imagen, comparar las dos imágenes resultantes. 20. - Método de detección de gases según la reivindicación 19, caracterizado por que la comparación de las dos imágenes comprende: (i) aplicar un filtro de reducción de ruido temporal y/o espacial, (ii) binarizar las imágenes, (iii) eliminar agrupaciones inferiores a NxM píxeles en las imágenes binarizadas, y (iv) restar las dos imágenes resultantes de la etapa anterior, en donde en la imagen resultante de la resta los píxeles con valor distinto de 0 indican la presencia de gas. 21. - Método de detección de gases según la reivindicación 19 o 20, caracterizado por que comprende adicionalmente comparar píxel a píxel la temperatura de las dos imágenes co-registradas sin procesar y determinar si la diferencia de temperatura entre pares de píxeles de las dos imágenes supera un umbral predefinido, en donde valores por encima o por debajo de un umbral de diferencia de temperatura indican la presencia de gas. 22. - Método de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado por que comprende adicionalmente la siguiente etapa: (s4) amplificar el contraste en la imagen resultante de sustraer el fondo de la imagen capturada por el detector de imagen. 23. - Método de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizado por que comprende obtener el fondo como la media móvil generada con imágenes correspondientes a n instantes anteriores a la captura de la imagen. 24.- Método de detección de gases según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizado por que comprende activar una alarma en caso de detección de presencia de gas.
