Scannendes Infrarot-Gasvisualisierungssystem

SIGIS 2

Zuverlässige und praxiserprobte Fernerkennung und Bildgebung von Gasen

SIGIS 2 ist ein Fernerkundungssystem zur Detektion von Gasen und besteht aus einem FT-IR-Spektrometer und einem Scansystems für die chemische Bildgebung.
Es ermöglicht die automatische Identifizierung, Quantifizierung und Visualisierung von Gaswolken, die sich sogar mehrere Kilometer vom System entfernt befinden können.

SIGIS 2 liefert Benutzern zuverlässige Informationen. Seit mehr als 10 Jahren wird SIGIS 2 von Ersthelfern auf der ganzen Welt eingesetzt, um Chemieunfälle zu bewältigen und wichtige politische und sportliche Ereignisse zu überwachen wie zum Beispiel Fußballweltmeisterschaften, Fußballeuropameisterschaften, Olympischen Spiele, Eishockey-Weltmeisterschaften, NATO-Gipfel und G20-Gipfel. Darüberhinaus wird SIGIS 2 weltweit für die 24/7-Industrieüberwachung eingesetzt, um Benutzer im Falle eines Chemieunfalls sofort zu warnen und alle wichtigen Informationen zu liefern.

SIGIS 2 ist auf einer stoßfesten Halterung in einem Fahrzeug installiert.

Freie Messung in jede Richtung

SIGIS 2 macht sich die Wärmestrahlung, die von Objekten im Hintergrund der Gaswolken oder von den Gasverbindungen selbst abgegeben wird, als Lichtquelle zu Nutze, um die Absorptions- oder Emissionsspektren der Zielverbindungen zu messen. Daher ist SIGIS 2 ein sogenanntes passives Fernerkundungssystem, das weder künstliche Lichtquellen noch reflektierenden Oberflächen benötigt. In Verbindung mit seinem rotierenden Kopf (± 180°), der eine 360°-Überwachung ermöglicht, kann der Benutzer frei, in jede beliebige horizontale Richtung messen.

SIGIS 2 wird zur Überwachung während eines Fußballspiels in der Merkur-Spiel-Arena in Düsseldorf eingesetzt.

Gasbildgebung durch schnelles Scannen

SIGIS 2 erzeugt das chemische Bild gescannter Gaswolken auf einzigartige Weise. Ein Spiegel im Kopf von SIGIS 2 kann den vom Benutzer ausgewählten Bereich von Interesse schnell scannen und das thermische Strahlungsspektrum jedes Punktes in dieser Region messen. Diese Bildgebungsmethode ist viel schneller als die Verwendung eines Schwenk-Neige-Kopfes, um das gesamte Spektrometer zu bewegen und in verschiedene Richtungen zu messen. Mit dieser Methode kann SIGIS 2 bis zu 16 Spektren pro Sekunde messen (d. h. an 16 verschiedenen Punkten im Scanbereich pro Sekunde).

Wenn Verbindungen an einem oder mehreren Punkten in einem Scanbereich identifiziert werden, werden die entsprechenden Punkte farbcodiert, um das chemische Bild dieser Verbindungen zu erzeugen. Durch Überlappen dieses chemischen Bildes mit der von der Video- oder IR-Kamera aufgenommenen Szene werden die Position und Form der Gaswolken auf intuitive Weise visualisiert.

Scan-Abbildungsprinzip von SIGIS 2.

Ultrahohe Empfindlichkeit

Das Design von SIGIS 2 ist für Emissionsmessungen optimiert. Es verfügt über einen hohen optischen Durchsatz und geringes Rauschen, was zu niedrigen Nachweisgrenzen der Zielverbindungen führt. Diese ultrahohe Empfindlichkeit ermöglicht es SIGIS 2, sogar Gaswolken mit Konzentrationen von nur wenigen ppm zu identifizieren. Darüber hinaus ermöglicht es die Erkennung von Gaswolken, selbst wenn sie über 5 km vom System entfernt sind.

SIGIS 2 überwacht das Finale des DFB-Pokals im Berliner Olympiastadion. Sogar die Ethanolwolke, die von während des Spiels getrunkenen Bieren stammt, kann SIGIS 2 aus der Ferne identifizieren und visualisieren (eingesetztes Bild).

Dedizierte Software und umfangreiche Bibliothek

SIGIS 2 verwendet die für die Fernerkundung von Gasen dedizierte Software OPUS RS/S, um das System zu steuern, Messungen durchzuführen und die Daten automatisch zu analysieren. Die Software ist einfach zu bedienen und für eine schnelle Handhabung in Notfallsituationen optimiert. Es ist keine Kalibrierung auf das Zielgas erforderlich, und die radiometrische Kalibrierung und Kompensation von atmosphärischen Gasen werden automatisch durchgeführt. Es ist zudem nicht erforderlich, Hintergrundmessungen durchzuführen.

Die Standardbibliothek von SIGIS 2 enthält mehr als 40 Verbindungen zur Echtzeitidentifizierung. Darüber hinaus bietet Bruker eine optionale erweiterte Bibliothek mit mehr als 400 Verbindungen zur Spektrensuche in der Nachanalyse an.

Benutzeroberfläche der SIGIS 2-Software OPUS RS/S.
In diesem Beispiel werden aus zwei Schornsteinen ausgestoßene CO2- und SO2-Wolken identifiziert und visualisiert.

Ideal für 24/7-Industrieüberwachung

SIGIS 2 eignet sich auch ideal für die 24/7-Überwachung von Industrieanlagen, um im Falle eines Chemieunfalls oder der unbeabsichtigten Freisetzung einer gefährlichen Gasverbindung frühzeitig zu warnen. Die Fernerkundungssoftware OPUS RS/S bietet einen programmierbaren Modus, um mehrere Bereiche von Interesse im Dauerbetrieb automatisch abzudecken. Über eine zusätzliche Webschnittstelle können Informationen mit externer Software und zusätzlichen Messsystemen ausgetauscht werden.

SIGIS 2 bei der 24/7-Überwachung einer Chemieanlage mit mehreren Ammoniaktanks.

Lokalisierung der Gaswolke mittels Tomographie

Die zweidimensionale Position der Gaswolke kann ganz einfach durch Überlagerung des chemischen Bilds und der Videoaufnahme bestimmt werden.

Durch die Kombination von zwei SIGIS 2-Systemen und die Verwendung des Tomographie-Softwaremoduls kann der Benutzer die Position der Gaswolke präzise im 3D-Raum bestimmen und sie sogar als 3D-Modell rekonstruieren.
Ein solches Modell kann in einem geografischen Informationssystem wie GoogleEarthTM geöffnet und visualisiert werden.

Schematische Darstellung von zwei SIGIS 2, die die selbe Gaswolke aus zwei verschiedenen Winkeln messen, um mittels Tomographie die Position der Gaswolke im 3D-Raum zu bestimmen.

 

 

Das Video zeigt ein rekonstruiertes 3D-Modell dieser Gaswolke und verrät, dass die Emissionsquelle dieser Wolke ein Schornstein ist. Dieses Modell wird in GoogleEarthTM angezeigt.

Fernerkundungssysteme Literaturraum

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