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用于检测发电机中的冷却剂泄漏的方法和系统

阅读：1发布：2020-05-30

专利汇可以提供用于检测发电机中的冷却剂泄漏的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种用于检测发电机中的气体泄漏的系统和方法。系统包括非腐蚀性示踪气体源，和用于将非腐蚀性示踪气体引入到氢冷发电机中的子系统。红外线成像装置适合于与通告装置通信，以显示氢冷发电机的至少一部分和非腐蚀性示踪气体的图像。红外线成像装置包括冷却检测器和滤波器，该滤波器具有在大约3μm至大约5μm之间的光谱响应。检测器和/或滤波器冷却至大约‑80ºC至大约‑200ºC之间。气体泄漏将在通告装置上指示。发电机可为氢气冷却的，并且是在线或在网的。，下面是用于检测发电机中的冷却剂泄漏的方法和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于检测发电机中的气体泄漏的方法，所述方法包括：
设置红外线成像装置，其具有带滤波器的冷却检测器，所述滤波器具有在3μm至5μm之间的光谱响应，以及包围所述发电机的至少一部分的视野；
将示踪气体引入到所述发电机中，所述发电机是在线的，并且所述示踪气体具有在3μm至5μm之间的吸收谱；
过滤所述示踪气体的吸收谱中的由所述红外线成像装置接收的辐射；
在通告装置上显示通告，并且其中所述气体泄漏将在所述通告装置上由所述通告指示；
其中，所述显示步骤包括如果检测到泄漏，则在所述通告装置上显示移动的云；
其中，所述显示步骤还包括：
将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较；
识别在所述一个或更多个先前视频帧和所述当前视频帧之间的预定差异；
将前景色分配给具有所述预定差异的像素，所述前景色在所述通告装置的显示器中具有相对于其它像素的大对比度；
在所述显示器上以所述前景色显示具有所述预定差异的所述像素，其与所述当前视频帧重叠。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置步骤包括使用可移动的手推车，其包含所述红外线成像装置或所述通告装置中的至少一个，以使所述红外线成像装置或所述通告装置定位在所述发电机周围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，并且其中引入所述示踪气体的步骤包括移除氢中的一些，以使所述发电机中的压力降低2 PSI至10 PSI。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，引入所述示踪气体的步骤包括将二氧化碳喷射到所述发电机中，直至所述发电机中的压力升高2 PSI至10 PSI。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，所述方法还包括：
基于气体压力、H2纯度和H2吹气管的流的反馈来控制非腐蚀性示踪气体的喷射流；
其中自动示踪气体控制系统以H2纯度的逐步减少为目标，同时保持所述发电机内的气体压力基本上稳定，并且所述气体压力摆动在气体压力原始值的5%内。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，引入所述示踪气体的步骤还包括：
在所述发电机处于在盘车或在线的同时，将二氧化碳喷射到所述发电机中，所述发电机具有氩或氮的冷却气体介质。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，并且其中引入所述示踪气体的步骤包括将二氧化碳喷射到所述发电机中，直至所述发电机内的氢纯度是
90%至95%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引入所述示踪气体的步骤包括将二氧化碳喷射到所述发电机中，监测使用的二氧化碳的重量，并且在达到预定的重量时停止二氧化碳的喷射。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤步骤包括利用滤波器过滤所述辐射，所述滤波器具有在4.2μm至4.5μm之间的光谱响应。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示步骤还包括：
将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较；
识别在所述一个或更多个先前视频帧和所述当前视频帧之间的预定差异；
将前景色分配给边界，其包绕具有所述预定差异的所述像素，所述前景色在所述显示器中具有相对于其它像素的大对比度；
在所述通告装置的显示器上以所述前景色显示具有所述预定差异的所述像素周围的边界，所述边界与所述当前视频帧重叠。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示步骤还包括：
将一个或更多个视频帧与相邻的视频帧比较；
识别在所述一个或更多个视频帧和所述相邻视频帧之间的预定差异；
以下中的至少一个：将前景色分配给具有所述预定差异的像素，或者将前景色分配给包绕具有所述预定差异的所述像素的边界，所述前景色在所述显示器中具有相对于其它像素的大对比度；
以下中的至少一个：在所述通告装置的显示器上以所述前景色显示具有所述预定差异的所述像素，或者围绕具有所述预定差异的所述像素在所述显示器上以所述前景色显示所述边界，具有所述预定差异的所述像素或所述边界与所述当前视频帧重叠。
12.一种用于检测机器中的气体泄漏的方法，所述方法包括：
设置红外线成像装置，其具有带滤波器的冷却检测器，所述滤波器具有在3μm至5μm之间的光谱响应，以及包围所述机器的至少一部分的视野；
将非腐蚀性示踪气体引入到所述机器中的子系统，所述机器是在线的，并且所述示踪气体具有在3μm至5μm之间的吸收谱；
过滤所述示踪气体的吸收谱中的由所述红外线成像装置接收的辐射；
在通告装置上显示通告，所述显示步骤包括：如果检测到泄漏，则在所述通告装置上显示移动的云；将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较；识别在所述一个或更多个先前视频帧和所述当前视频帧之间的预定差异；将前景色分配给具有所述预定差异的像素周围的边界，所述前景色在所述通告装置的显示器中具有相对于其它像素的大对比度；在所述显示器上围绕具有所述预定差异的所述像素以所述前景色显示所述边界，所述边界与所述当前视频帧重叠；
其中所述气体泄漏将在所述通告装置上指示。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述机器是以下中的至少一个：
发电机、加压发电机、氢冷发电机、空冷发电机、涡轮、马达或压缩机。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述机器是在线的、在网的或在盘车的。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述非腐蚀性示踪气体是二氧化碳(CO2)。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述滤波器的光谱响应在4.2μm至4.5μm之间。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述检测器冷却至-80ºC至-200ºC之间。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述滤波器是冷却的。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
可移动的手推车，其构造成便于所述红外线成像装置和所述通告装置围绕所述机器的移动。

说明书全文

用于检测发电机中的冷却剂泄漏的方法和系统

技术领域

[0001] 本文公开的主题大体涉及泄漏的检测，并且更具体地说涉及氢冷发电机中的冷却剂泄漏的在线检测。

背景技术

[0002] 大型发电机典型地利用轻密度气体冷却。氢(H2)由于其合乎需要的热物理特性而已经广泛用作冷却剂，该热物理特性包括当与其它冷却气体选择相比时低的风阻摩擦、高的散热能力和对电晕放电的高电阻。另外，H2具有可容易得到且廉价的优点。

[0003] H2的泄漏可阻止发电机有效操作，并且在某些情况下可产生发电停机。在发电机周围可能发生H2泄漏的区域之中的是在定子外壳上的凸缘接头，其包括高压衬套、密封外壳和管凸缘。泄漏还可发生在冷却器、焊缝、螺栓头和端罩的界面周围。外端罩中的轴承包封、转子端子包装、集电器组件以及为了仪器配线穿透而制成的压盖也可易于泄漏。其它气密性过渡和焊接接头以及密封油排泄系统、气体管道和氢箱可为泄漏源。如果发电机是水冷发电机，则定子液体冷却的绕组也可为泄漏源。

[0004] H2泄漏是难以检测的，因为H2是无色无味的，分子结构对称的，并且由于其低密度，故当其泄漏到大气中时，其快速地消散。监测和检测潜在的H2泄漏的技术挑战在于识别涡轮发电机中的H2泄漏的精确位置，尤其在难以接近且空间有限的区域中。典型地，当发电机开始消耗比平常更多的氢时，指示氢泄漏。在该情况下，操作员意识到泄漏存在，但泄漏的位置是未知的。

[0005] 常规的涡轮发电机泄漏检测方法需要涡轮发电机离网或离线进行空气净化，并且之后将其带到高达正常操作压力。接着，使用待审查的区域的长的检查列表和逐步消除方法。各个测试循环需要监测至少24小时。如果泄漏高于推荐值，则使用各种泄漏检测的方法。

[0006] 例如，可使用肥皂水或相似的洗涤剂溶液执行气泡测试，其施加于可能泄漏的所有可接近的区域上面。另一途径是使用卤素泄漏检测器，其设计用于检测加压系统中的泄漏，其中卤素化合物气体(如二氯二氟甲烷12)用作示踪气体以检查泄漏。接着利用嗅探器探针扫描系统的外部，该嗅探器探针对卤素-承载气体的痕迹是敏感的。原理基于增加的阳离子(K或Na)排放，因为突然存在卤化物成分。

[0007] 所有泄漏检测的常规方法需要检测器紧邻泄漏源，并且花费相当长的时间去实施。大多数常规方法使用接近或靠近接触“嗅探器”技术和探针。这些方法是辛苦费时的，并且在某些情况下错失了气体泄漏，如果它们发生来自内部密封的破裂。如果难以接近的H2密封系统或受约束空间是可能的泄漏源，则可需要相当大的努力来拆卸涡轮发电机，通常导致日程延迟好几天。当涡轮发电机被迫离线时，动力生产者已经报告了接近每天操作收入的$1MM损失的价值。

[0008] 长波气体检测照相机(10-11μm的检测器响应)已经用于电气分配工业，以检测来自高压开关装置和变压器的六氟化硫(SF6)的泄漏。目前已经提出了结合背面散射/吸收技术使用SF6作为在发电厂发电机中寻找H2泄漏的示踪气体。背面散射/吸收泄漏检测过程使用主动扫描激光器来提供定向的能量源以照射目标区域。激光束反射回源照相机，其调谐至特定的频带。SF6具有高的亲合力，以吸收该能量频率，并且在照相机监测器上看起来像黑云。照相机监测器通过示踪气体云的尺寸和暗度提供了泄漏有多严重的直接指示。

[0009] 与使用SF6作为示踪气体相关联的主要问题涉及环境、健康和安全问题以及发电机绝缘系统和扣环的潜在恶化。SF6是具有3,200年大气寿命的烈性且危险的气体。在检测之后释放SF6至环境，或在ppm(百万分之)水平下的残余物对检测区域中的人员具有环境、健康和安全问题。另外，在涡轮发电机操作期间，在潜在电晕活动和热应力存在的情况下，SF6可分解成有害的副产品。这些副产品包括HF，SF4，SO2和SO2F2，它们是有毒气体。在存在湿气的情况下，SF6的初次分解产物和二次分解产物形成了腐蚀性电解质，其可对H2冷发电机造成损害和操作故障。例如，SF6及其退化副产品对发电机现场扣环材料具有已知的腐蚀影响，该扣环材料的主要成分是18Cr-18C不锈钢。

[0010] 现有方法不提供远程、灵敏、精确、安全、快速、非腐蚀或在线检测能力。发明内容

[0011] 本公开提供了一种用于远程、灵敏、精确、安全、快速且在线检测来自H2冷发电机的H2泄漏的方法和系统，其避免了健康、环境和安全问题以及避免了发电机构件的腐蚀。该方法和系统提供了示踪气体的手动或自动引入，以使示踪气体喷射可以以受控的方式有规律地执行，其中对在网发电机的气体压力强加最小的干扰。该方法和系统还提供了示踪气体的引入而不降低在网发电机额定值，和/或将示踪气体引入到除了H2之外的气体介质(如发电机内的氮或氩)中，该发电机可处于空转或盘车的状态，但可快速地在线。

[0012] 根据本发明的一个方面，提供了一种系统，其用于检测发电机、加压发电机或氢冷发电机中的气体泄漏。系统包括非腐蚀性示踪气体源，和用于将非腐蚀性示踪气体引入到氢冷发电机中的子系统。红外线成像装置适合于与通告装置通信，以显示氢冷发电机的至少一部分和非腐蚀性示踪气体的图像。红外线成像装置包括冷却检测器和滤波器，该滤波器具有在大约3μm至大约5μm之间的光谱响应。检测器或滤波器冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间。气体泄漏将在通告装置上指示。发电机可为在线的、在网的或在盘车的。

[0013] 在另一方面，一种用于检测发电机、加压发电机或氢冷发电机中的气体泄漏的方法包括设置红外线成像装置的步骤，该红外线成像装置具有带滤波器的冷却检测器，该滤波器具有在大约3μm至大约5μm之间的光谱响应，和包围发电机的至少一部分的视野。引入步骤将示踪气体引入到发电机中。发电机是在线的，并且示踪气体具有在大约3μm至大约5μm之间的吸收谱。滤波步骤过滤了示踪气体的吸收谱中的由红外线成像装置接收的辐射。显示步骤在通告装置上显示通告，并且气体泄漏将通过通告装置上的通告指示。发电机可为在线的、在网的或在盘车的。

[0014] 在又一方面，提供了一种用于检测机器中的气体泄漏的系统。系统包括非腐蚀性示踪气体源，和用于将非腐蚀性示踪气体引入到机器中的子系统。红外线成像装置适合于与通告装置通信，以显示机器的至少一部分和非腐蚀性示踪气体的图像。红外线成像装置包括冷却检测器和滤波器，该滤波器具有在大约3μm至大约5μm之间的光谱响应。检测器和滤波器中的至少一个冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间。气体泄漏将在通告装置上指示。机器可为发电机、加压发电机、氢冷发电机、空冷发电机、涡轮、蒸汽涡轮、燃气涡轮、马达或压缩机。

[0015] 技术方案1. 一种用于检测发电机中的气体泄漏的系统，所述系统包括：

[0016] 非腐蚀性示踪气体源；

[0017] 用于将所述非腐蚀性示踪气体引入到所述发电机中的子系统；

[0018] 红外线成像装置，其适合于与通告装置通信，以显示所述发电机的至少一部分和所述非腐蚀性示踪气体的图像，所述红外线成像装置包括冷却的检测器和滤波器，所述滤波器具有大约3μm至大约5μm之间的光谱响应，其中所述检测器和所述滤波器中的至少一个冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间；并且

[0019] 其中所述气体泄漏将在所述通告装置上指示。

[0020] 技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，其是在线或在网的。

[0021] 技术方案3. 根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述非腐蚀性示踪气体是二氧化碳(CO2)。

[0022] 技术方案4. 根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述滤波器的光谱响应在大约4.2μm至大约4.5μm之间。

[0023] 技术方案5. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，所述检测器冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间。

[0024] 技术方案6. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，所述滤波器是冷却的。

[0025] 技术方案7. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，还包括：

[0026] 可移动的手推车，其构造成便于所述红外线成像装置和所述通告装置围绕所述发电机的移动。

[0027] 技术方案8. 一种用于检测发电机中的气体泄漏的方法，所述方法包括：

[0028] 设置红外线成像装置，其具有带滤波器的冷却检测器，所述滤波器具有在大约3μm至大约5μm之间的光谱响应，以及包围所述发电机的至少一部分的视野；

[0029] 将示踪气体引入到所述发电机中，所述发电机是在线的，并且所述示踪气体具有在大约3μm至大约5μm之间的吸收谱；

[0030] 过滤所述示踪气体的吸收谱中的由所述红外线成像装置接收的辐射；

[0031] 在所述通告装置上显示通告，并且其中所述气体泄漏将在所述通告装置上由所述通告指示。

[0032] 技术方案9. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述设置步骤包括使用可移动的手推车，其包含所述红外线成像装置或所述通告装置中的至少一个，以使所述红外线成像装置或所述通告装置定位在所述发电机周围。

[0033] 技术方案10. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，并且其中引入所述示踪气体的步骤包括移除所述氢中的一些，以使所述发电机中的压力降低大约2 PSI至大约10 PSI。

[0034] 技术方案11. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，引入所述示踪气体的步骤包括将二氧化碳喷射到所述发电机中，直至所述发电机中的压力升高大约2 PSI至大约10 PSI。

[0035] 技术方案12. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，所述方法还包括：

[0036] 基于气体压力、H2纯度和H2吹气管的流的反馈来控制所述非腐蚀性示踪气体的喷射流；

[0037] 其中自动示踪气体控制系统以H2纯度的逐步减少为目标，同时保持所述发电机内的气体压力基本上稳定，并且所述气体压力摆动在气体压力原始值的大约5%内。

[0038] 技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，引入所述示踪气体的步骤还包括：

[0039] 在所述发电机处于在盘车或在线的同时，将二氧化碳喷射到所述发电机中，所述发电机具有氩或氮的冷却气体介质。

[0040] 技术方案14. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述发电机是氢冷发电机，并且其中引入所述示踪气体的步骤包括将二氧化碳喷射到所述发电机中，直至所述发电机内的氢纯度是大约90%至大约95%。

[0041] 技术方案15. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，引入所述示踪气体的步骤包括将二氧化碳喷射到所述发电机中，监测使用的二氧化碳的重量，并且在达到预定的重量时停止二氧化碳的喷射。

[0042] 技术方案16. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述过滤步骤包括利用滤波器过滤所述辐射，所述滤波器具有在大约4.2μm至大约4.5μm之间的光谱响应。

[0043] 技术方案17. 根据技术方案8所述的方法，其特征在于，所述显示步骤包括如果检测到泄漏，则在所述通告装置上显示移动的云。

[0044] 技术方案18. 根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述显示步骤还包括：

[0045] 将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较；

[0046] 识别在所述一个或更多个先前视频帧和所述当前视频帧之间的预定差异；

[0047] 将前景色分配给具有所述预定差异的像素，所述前景色在所述通告装置的显示器中具有相对于其它像素的大对比度；

[0048] 在所述显示器上以所述前景色显示具有所述预定差异的所述像素，其与所述当前视频帧重叠。

[0049] 技术方案19. 根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述显示步骤还包括：

[0050] 将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较；

[0051] 识别在所述一个或更多个先前视频帧和所述当前视频帧之间的预定差异；

[0052] 将前景色分配给边界，其包绕具有所述预定差异的所述像素，所述前景色在所述显示器中具有相对于其它像素的大对比度。

[0053] 在所述通告装置的显示器上以所述前景色显示具有所述预定差异的所述像素周围的边界，所述边界与所述当前视频帧重叠。

[0054] 技术方案20. 根据技术方案17所述的方法，其特征在于，所述显示步骤还包括：

[0055] 将一个或更多个视频帧与相邻的视频帧比较；

[0056] 识别在所述一个或更多个视频帧和所述相邻视频帧之间的预定差异；

[0057] 以下中的至少一个：将前景色分配给具有所述预定差异的像素，或者将前景色分配给包绕具有所述预定差异的所述像素的边界，所述前景色在所述显示器中具有相对于其它像素的大对比度；

[0058] 以下中的至少一个：在所述通告装置的显示器上以所述前景色显示具有所述预定差异的所述像素，或者围绕具有所述预定差异的所述像素在所述显示器上以所述前景色显示所述边界，其与当前视频帧重叠。

[0059] 技术方案21. 一种用于检测机器中的气体泄漏的系统，所述系统包括：

[0060] 非腐蚀性示踪气体源；

[0061] 用于将所述非腐蚀性示踪气体引入到所述机器中的子系统；

[0062] 红外线成像装置，其适合于与通告装置通信，以显示所述机器的至少一部分和所述非腐蚀性示踪气体的图像，所述红外线成像装置包括冷却的检测器和滤波器，所述滤波器具有大约3μm至大约5μm之间的光谱响应，其中所述检测器和所述滤波器中的至少一个冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间；并且

[0063] 其中所述气体泄漏将在所述通告装置上指示。

[0064] 技术方案22. 根据技术方案21所述的系统，其特征在于，所述机器是以下中的至少一个：

[0065] 发电机、加压发电机、氢冷发电机、空冷发电机、涡轮、马达或压缩机。

[0066] 技术方案23. 根据技术方案21所述的系统，其特征在于，所述发动机是在线的、在网的或在盘车的。

[0067] 技术方案24. 根据技术方案21所述的系统，其特征在于，所述非腐蚀性示踪气体是二氧化碳(CO2)。

[0068] 技术方案25. 根据技术方案21所述的系统，其特征在于，所述滤波器的光谱响应在大约4.2μm至大约4.5μm之间。

[0069] 技术方案26. 根据技术方案21所述的系统，其特征在于，所述检测器冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间。

[0070] 技术方案27. 根据技术方案26所述的系统，其特征在于，所述滤波器是冷却的。

[0071] 技术方案28. 根据技术方案21所述的系统，其特征在于，还包括：

[0072] 可移动的手推车，其构造成便于所述红外线成像装置和所述通告装置围绕所述机器的移动。附图说明

[0073] 本发明的其它特征和优点从结合附图进行的优选实施例的以下更详细的描述中将为显而易见的，附图经由示例示出了本发明的某些方面的原理。

[0074] 图1示出了根据本发明的方面的泄漏检测系统的示意图。

[0075] 图2是CO2的吸收谱的图表。

[0076] 图3是丙烷的吸收谱的图表。

[0077] 图4是正丁烷的吸收谱的图表。

[0078] 图5示出了各种气体在各种波长上的红外线信号强度。

[0079] 图6示出了根据本发明的方面的用于检测氢冷发电机中的气体泄漏的系统的局部透视图。

[0080] 图7示出了根据本发明的方面的在泄漏检测期间的来自红外线成像装置和显示器的屏幕截图。

[0081] 图8示出了根据本发明的方面的用于检测氢冷发电机中的气体泄漏的方法的流程图。

[0082] 图9示出了根据本发明的方面的显示步骤的流程图。

[0083] 图10示出了根据本发明的方面的在泄漏检测期间使用的用于显示图像的显示器的示意图。

[0084] 图11示出了安装在发电机的气体集管中的现有CO2净化管路上的自动示踪气体喷射系统的示意图，其可位于涡轮甲板下方。

[0085] 部件列表

[0086] 10 系统

[0087] 15 发电机

[0088] 20 红外线成像装置

[0089] 24 冷却的检测器

[0090] 29 示踪气体

[0091] 30 示踪气体源

[0092] 31 导管

[0093] 35 控制阀

[0094] 39 外透镜

[0095] 40 视野

[0096] 45 泄漏点

[0097] 50 泄漏气体云

[0098] 55 泄漏

[0099] 60 泄漏气体云

[0100] 600 系统

[0101] 610 手推车

[0102] 611 底座

[0103] 612 轮子

[0104] 613 工作平台

[0105] 615 铰接臂

[0106] 617 支承臂

[0107] 620 红外线成像装置

[0108] 630 通告装置

[0109] 640 蓄电池组

[0110] 710 箱门

[0111] 720 泄漏云

[0112] 722 泄漏

[0113] 730 文本消息

[0114] 740 边界

[0115] 800 方法

[0116] 810 设置步骤

[0117] 820 引入步骤

[0118] 830 过滤步骤

[0119] 840 显示步骤

[0120] 910 比较步骤

[0121] 920 识别步骤

[0122] 930 分配步骤

[0123] 940 显示步骤

[0124] 1000 帧比较器系统

[0125] 1010 处理器

[0126] 1020 存储器

[0127] 1030 I/O装置

[0128] 1040 本地接口

[0129] 1050 O/S

[0130] 1100 控制系统

[0131] 1102 阀

[0132] 1104 阀

[0133] 1106 阀

[0134] 1112 供应

[0135] 1115 发电机

[0136] 1116 源

[0137] 1120 纯度计

[0138] 1130 管。

具体实施方式

[0139] 本公开的方面包括用于通过将环保且非腐蚀性的示踪气体引入到在网发电机中而检测发电机中的气体泄漏的系统。提供了红外线成像装置，其适合于示出逃逸的示踪气体的图像。

[0140] 图1示出了用于检测气体泄漏的系统10的示意图，其用于与氢(H2)冷发电机15一起使用。发电机15还可为任何发电机，包括但不局限于加压发电机、加压气体冷却的发电机或加压空气冷却的发电机。泄漏检测系统10包括红外线成像装置20，其能够扫描H2冷发电机15的大部分或小部分。红外线成像装置可包括由锗或其它红外线透射玻璃材料制成的透镜。红外线成像装置20可为带有检测器24的便携式手持中波红外线照相机，检测器24具有大约3μm至大约5μm的响应，并且可在光谱上通过滤波器25的使用而进一步适合于大约4.2μm至大约4.5μm。滤波器25将允许穿过至检测器24的辐射的波长限制于非常窄的带，其被称为通带。该技术被称为适谱。这使得红外线成像装置20最响应于可用作示踪气体的气体。在本发明的其它方面，可串联地使用一个或更多个滤波器25，例如，具有3μm至5μm的光谱响应的第一滤波器可与具有4.2μm至4.5μm的光谱响应的第二滤波器串联地堆叠。

[0141] 泄漏检测系统10可包括用于引入示踪气体29的子系统，其包括通过导管31和控制阀35联接于H2冷涡轮发电机15的示踪气体源30。如果对于大容量涡轮发电机采用自动示踪气体喷射，则自动示踪气体喷射系统(未显示)可包括算法，并且在涡轮甲板控制室中监测。红外线成像装置20可包括提供红外线成像装置20的外透镜39，外透镜39具有包围H2冷涡轮发电机15的一部分的视野40。例如，透镜39可具有大约14mm至大约60mm或更大的固定焦距。
透镜39还可包括多焦点透镜，其具有焦距范围(例如变焦透镜)。大体上，大多数用途将位于建筑物内部，所以更宽的视野(如25mm或12.5mm的更低的数字焦距)可为优选的。然而，狭窄的视野(如50mm或100mm的更高的数字焦距)可在一些应用中有利于查明泄漏。如果在H2冷发电机15上存在泄漏点45，则泄漏气体将产生从泄漏点45发出的泄漏气体云50。类似地，如果在H2冷涡轮发电机15上存在泄漏点55，则泄漏气体将产生从泄漏点55发出的泄漏气体云
60。泄漏气体云50和泄漏气体云60将包含示踪气体，其能够被红外线成像装置20检测到。

[0142] 在操作中，红外线成像装置20通过使示踪气体在泄漏气体云50中不透明(或可见)而显示泄漏气体云50的图像。对于许多气体，吸收红外线辐射的能力取决于辐射的波长以及在泄漏的示踪气体和周围环境之间的温差。换句话说，它们的透明度随着波长而变化，并且检测关于温差的灵敏度。在它们由于吸收而基本上不透明的地方可存在红外线波长。红外线成像装置20适合于使示踪气体的吸收属性和发射属性可视化，从而允许用户能够从其宿主环境识别出示踪气体。滤波器25设计成以红外线光谱传送，其在波长上与示踪气体的分子键的振动/旋转能量转移和发射是一致的。这些转移和发射典型地经由分子中的偶极矩变化而强烈地耦合于场，并且对许多类型的气体和蒸气是常见的。在集成冷却器检测器组件(IDCA)中，红外线成像装置20的检测器24可冷却至大约-80ºC至大约-200ºC，以增加示踪气体的远程成像的灵敏度。热灵敏度典型地小于20mK，并且更优选小于14mK。滤波器25可安装在外透镜39上，或者位于外透镜39后面，或者位于IDCA组件内部，用于增加灵敏度。装置可以以最大对比校准和调制，该最大对比可能使用吸收、反射或散射或发射模式，以使可从变化的检测距离确定泄漏的示踪气体的精确的压力、流率和温度梯度。

[0143] 如果红外线成像装置20定向在没有气体泄漏的H2冷发电机15处，则视野中的目标将通过红外线成像装置20的滤波器25发射和反射红外线辐射。滤波器25将仅允许某些波长的辐射穿过至检测器24，并且由此红外线成像装置20将产生未补偿的气状辐射强度的图像。如果在红外线成像装置20的视野40中存在泄漏，如在泄漏点45处，则泄漏气体云(或羽状物)50将在泄漏地点处产生，并且可消散在H2冷涡轮发电机15和红外线成像装置20之间。气体云50将包含示踪气体，其吸收和发射滤波器25的通带范围内的辐射，并且因此将减少穿过云和返回到检测器24的背景辐射的量，从而通过红外线成像装置20使示踪气体云变成可见的。如果在红外线成像装置20的视野40之外存在泄漏，如在泄漏点55处，则泄漏气体云
60的部分仍将被红外线成像装置20检测到。如果需要，则可估计对应的H2的水平。

[0144] 从毒性的观点来看，示踪气体和其分解产物如果有的话，应当是环保的。示踪气体优选是非腐蚀性的。另外，示踪气体不应当对发电机绝缘系统造成损伤，或者对钢扣环，和风扇叶片造成腐蚀性损伤。示踪气体可包括碳氢化合物气体，如例如丁烷、乙烷、庚烷、丙烷等。优选地，示踪气体可为二氧化碳(CO2)，其具有关于空气和氢两者的不受限制的混合限制。另外，CO2典型地已经存在于现场，因为其为在公用事业规模发电机中正常起动和关闭净化程序中所使用的此类中间气体中的一种。当CO2在大于400ppm的浓度下用作示踪气体时，可消除大气CO2含量的背景吸收(400ppm)。

[0145] 图2,3和4中所示分别为CO2、丙烷和正丁烷的吸收谱。如可从图表看出的，CO2、丙烷和正丁烷具有接近4μm的最大吸收峰值，其可利用红外线成像装置20检测。图5示出了各种气体在各种波长上的红外线信号强度。在2.5μm至小于3μm以及5μm至8μm的波长范围内，水(H2O)分子具有强红外线信号。碳氢化合物的红外线信号强度在3μm至5μm的波长范围内是相当线性的，除大约4.2μm至大约4.5μm处的峰值之外。4.2μm至4.5μm处的该峰值是由于二氧化碳(CO2)。这意味着CO2将容易在该相对窄的红外线带中与背景辐射区别开(在视觉上)，假定检测器调制到该波长带。困难在于大多数检测器由于压倒性的背景干扰而不可检测或区别该带中的红外线信号。然而，根据本发明的方面，具有3μm至5μm或4.2μm至4.5μm的滤波器的冷却的红外线检测器或成像装置将能够检测二氧化碳。冷却的检测器方面减少了典型地困扰其它检测器的光子干扰，并且通带滤波器通过聚焦在二氧化碳的强对比(或强度)信号上而消除了来自其它通常存在的气体或分子的干扰。

[0146] 图6示出了用于检测氢冷发电机中的气体泄漏的系统600的局部透视图。系统600包括可移动的手推车610，其构造成便于红外线成像装置620和通告装置(或显示器)630在氢冷发电机15周围的移动。手推车610包括底座611，其具有多个轮子612。轮子612可为旋转脚轮，其具有单个、成双或复合的轮子构造。轮子612附接于底座611，以便使手推车610能够容易移动。轮子612可由橡胶、塑料、尼龙、铝或不锈钢或它们的组合组成。铰接臂615连接于手推车，并且红外线成像装置可附接于臂615。臂615允许红外线成像装置移动到各种位置，并且便于红外线成像装置620的瞄准。支承臂617允许工作平台613针对高度和位置调整。平台613可用作用于红外线成像装置620和显示器630的支承件。

[0147] 红外线成像装置620在前面描述，并且是冷却的红外线成像检测器，如IDCA照相机，并且可安装于平台613或可延伸和/或柔性铰接臂615。成像装置620还可从平台613或臂615移除，并且通过操作员或技术人员独立地在发电机周围移动。成像装置620可通过有线或无线链路连接于通告装置630。有线链路可为USB连接、串联或并联连接器/电缆、视频电缆或任何其它合适的有线连接。无线链路可包括蓝压、wifi、无线电频率、或任何其它合适的无线通信系统/接口。通告装置630可采取专用或通用数字计算机的形式，如个人计算机(PC；IBM兼容机、苹果兼容机、安卓或其它)、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能电话、工作站、小型计算机或任何其它合适的计算机和显示装置。通告装置630接收来自成像装置
620的图像数据，并且将结果实时或近实时显示在显示器上。平台613可包括蓄电池或蓄电池组640，其可认证成用于类1隔离环境中，以向通告装置630和照相机620提供功率。蓄电池组640可收纳在底座611上，或者其可并入到平台613中，以使其驻留在通告装置630的下面。
以该方式，系统600是自持且自供能的移动系统，其可容易地在发电机15周围移动，并且定位成使感兴趣的特定区域成像。

[0148] 通告装置630还可显示已经检测到潜在泄漏的警告或通告。可在通告装置630上显示可选的文本消息730或显示。例如，文本730可闪通-闪断，或者以高对比色显示。高对比色可为灰度级显示器上的白色或彩色显示器上的红色，或便于识别的任何其它合适的高对比色。可从与通告装置630相关联的扬声器输出可听信号(例如嘟嘟声或汽笛)。可在通告装置的显示器上围绕潜在泄漏云720画出边界740。传真可发送给传真机，指示已经检测到泄漏。文本消息(或图像或视频或警报)可发送给智能电话、平板电脑或计算机，指示泄漏检测。信号还可发送给远程或本地监测地点，以指示检测到泄漏。

[0149] 图7示出了在泄漏检测期间来自红外线成像装置620和通告装置630的显示器的屏幕截图。显出了发电机15的一部分，并且H2箱门710的顶部处于照相机620的视野中。可看到泄漏的黑云720从门710的转角发出。泄漏开始于点722处，并且气体云720吹送或漂移至左边(如所示)。在该示例中，H2冷发电机15处于操作中和/或产生功率(或在线)。CO2示踪气体(其为非腐蚀性的)从H2箱的某个泄漏处溢出。气体云722对于肉眼是不可见的，但经由红外线成像装置620和适当的滤波器(例如3μm至5μm，或4.2μm至4.5μm的带通滤光器)而变成在显示器或通告装置630上可见的。在图7的示例中，使用了3μm至5μm的带通滤光器。图7示出了静态相片(或屏幕截屏)，但即使在静态图像中也将清楚的是，图像中的某些事物是所关心的，因为在非泄漏的发电机15中不应存在暗黑气体云720。照相机620和显示器630可用于显示视频图像，并且利用视频显示器，可看到气体云720在通告装置630的显示器上物理地移动。在移动的气体云720和静止的(或非移动的发电机部分)之间的相对运动使得人们非常容易识别泄漏正在发生和泄漏开始的位置。在该示例中，H2箱门可开启，并且另一个扫描可发生，以查明精确的泄漏位置。

[0150] 图8示出了根据本发明的方面的用于检测氢冷发电机15中的气体泄漏的方法800的流程图。方法800包括设置红外线成像装置620的步骤810，红外线成像装置620具有带滤波器的冷却的检测器，该滤波器具有在大约3μm至大约5μm之间的光谱响应，和包围发电机15的至少一部分的视野。设置步骤810还可包括使用可移动的手推车610，其包含红外线成像装置620或通告装置630中的一个或两者，以使红外线成像装置620或通告装置630定位在发电机15周围。

[0151] 引入步骤820将示踪气体引入到发电机15中。发电机是在线的，并且示踪气体具有在大约3μm至大约5μm之间的吸收谱。引入步骤820还可包括移除氢中的一些，以使发电机中的压力降低大约2 PSI至大约10 PSI，并且/或者将二氧化碳喷射到发电机中，直至发电机中的压力升高大约2 PSI至大约10 PSI。引入步骤可包括将二氧化碳喷射到发电机中，直至发电机内部的氢纯度为大约90%至大约95%，或者将二氧化碳喷射到发电机中，监测所使用的二氧化碳的重量，并且在已经达到预定的CO2重量时停止二氧化碳的喷射。

[0152] 滤波步骤830过滤了由红外线成像装置620接收的示踪气体的吸收谱中的辐射。滤波步骤830可包括利用滤波器过滤辐射，该滤波器具有在大约4.2μm至大约4.5μm之间的光谱响应。方法800还可包括将检测器和/或滤波器冷却至大约-80ºC至大约-200ºC之间，以增加对示踪气体的灵敏度，并减少来自其它大气成分的干扰。

[0153] 显示步骤840在通告装置630的显示器上显示了来自红外线成像装置620的发电机15的部分的图像。将在显示器上通过从发电机15泄漏的示踪气体的云720来指示气体泄漏。
如果检测到泄漏，则显示步骤840还可包括在显示器上显示移动的云。视频信号可用于显示视频图像，其实时或接近实时显示。

[0154] 图8示出了用于与图7的显示步骤840一起使用的可选步骤的流程图。显示步骤840还可包括比较步骤910，其将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较。识别步骤920识别在一个或更多个先前视频帧和当前视频帧之间的预定差异。分配步骤930将前景色分配给具有预定差异的像素，并且前景色相对于显示器中的其它像素具有大对比度。例如，如果图像的原色方案是灰度级(或黑和白)，则前景色可为红色，其将提供大对比度，并使移动的红色像素相对于灰度级背景容易可见。显示步骤940用于在显示器上以前景色显示具有预定差异的像素，其与当前视频帧重叠。以该方式，用户(或技术人员)将容易识别是否正在发生泄漏和泄漏正在发生的地方。

[0155] 备选地，显示步骤840可包括比较步骤和识别步骤，该比较步骤将一个或更多个先前视频帧与当前视频帧比较，该识别步骤识别在一个或更多个先前视频帧和当前视频帧之间的预定差异。分配步骤将前景色分配给边界，其包绕具有预定差异的像素，并且前景色具有相对于显示器中的其它像素的大对比度。显示步骤在显示器上以前景色显示了具有预定差异的像素周围的边界，其中边界与当前视频帧重叠。例如，如果图像的原色方案是灰度级(或黑和白)，则前景色可为红色、绿色或黄色，其将提供大对比度，并使移动的红色、绿色或黄色像素相对于灰度级背景容易可见。根据特定应用中的需要或者特定用户的需要，可选择任何颜色来提供对比。例如，色盲的人可选择特定的颜色，其具有来自他们的感觉的大对比度。

[0156] 显示步骤840还可包括比较步骤和识别步骤，该比较步骤将一个或更多个视频帧与相邻视频帧比较，该识别步骤识别在一个或更多个视频帧和相邻视频帧之间的预定差异。分配步骤进行其中至少一个：将前景色分配给具有预定差异的像素，或者将前景色分配给包绕具有预定差异的像素的边界。前景色具有相对于显示器中的其它像素的大对比度。显示步骤进行其中至少一个：在显示器上以前景色显示了具有预定差异的像素，或者围绕具有预定差异的像素在显示器上以前景色显示了边界，其与当前视频帧重叠。

[0157] 本发明的通告装置630和帧比较器系统1000可以以软件(例如固件)、硬件或它们的组合实施。在当前设想的最佳模式中，帧比较器系统1000以软件实施为可执行程序，并且通过专用或通用数字计算机，如个人计算机(PC；IBM兼容机、苹果兼容机或其它)、膝上型电脑、平板电脑、智能电话、工作站、小型计算机或大型计算机来执行。在图10中示出了可实施本发明的帧比较器系统1000的通用计算机的示例。

[0158] 大体上，在硬件架构方面，如图10中所示，计算机或显示器630包括处理器1010、存储器1020和一个或更多个输入和/或输出(I/O)装置1030(或外围设备)，其经由本地接口1040通信地联接。本地接口1040可为例如但不局限于一个或更多个总线或其它有线或无线连接，如本领域中已知的。本地接口1040可具有附加元件以实现通信，该附加元件出于简单被省略，如控制器、缓冲器(高速缓冲存储器)、驱动器、中继器和接收器。此外，本地接口可包括地址、控制和/或数据连接，以实现前述构件之间的适当的通信。

[0159] 处理器1010是用于执行尤其储存在存储器1020中的软件的硬件装置。处理器1010可为任何定制或商业上可得到的处理器、中央处理器(CPU)、与计算机630相关联的若干个处理器之间的辅助处理器、基于半导体的微处理器(呈微型芯片或芯片组的形式)、微处理器或大体上任何用于执行软件指令的装置。合适的商业上可得到的微处理器的示例如下：来自惠普公司的PA-RISC系列微处理器、来自英特尔公司的酷睿2或i7系列微处理器、来自IBM公司的PowerPC微处理器、来自太阳微系统公司的Sparc微处理器或来自摩托罗拉公司的68xxx系列微处理器。

[0160] 存储器1020可包括易失性存储器元件(例如随机存取存储器(RAM，如DRAM、SRAM、SDRAM等))和非易失性存储元件(例如ROM、硬盘、磁带、CDROM等)中的任一个或它们的组合。此外，存储器1020可结合电子的、磁的、光学的和/或其它类型的存储介质。注意存储器1020可具有分布式架构，其中各种构件彼此远离定位，但可通过处理器1010来存取。

[0161] 存储器1020中的软件可包括一个或更多个独立的程序，其中各个包括用于实施逻辑功能的可执行指令的有序列表。在图1的示例中，存储器1020中的软件包括根据本发明的帧比较器系统1000和合适的操作系统(O/S)1050。合适的商业上可得到的操作系统1050的示例的非详尽列表如下：(a)可从微软公司得到的Windows操作系统；(b)可从Novell公司得到的Netware操作系统；(c)可从苹果计算机公司得到的Macintosh操作系统；(e)UNIX操作系统，其可从许多卖方购买得到，如惠普公司、太阳微系统公司和AT&T公司；(d)LINUX操作系统，其是免费软件，其可容易在Internet上得到；(e)来自WindRiver系统公司的运行时Vxworks操作系统；或(f)基于设备的操作系统，如手持式计算机或个人数据助手(PDA)中实施的操作系统(例如，可从Palm计算公司得到的PalmOS和可从微软公司得到的Windows CE)。操作系统1050基本上控制其它计算机程序，如帧比较器系统1000的执行，并且提供调度、输入-输出控制、文件和数据管理、存储器管理以及通信控制和相关服务。另外，驻留在母板(未显示)上的图形处理单元(未显示)还可用于实施帧比较器系统1000。

[0162] 帧比较器系统1000是源程序、可执行程序(目标代码)、脚本或任何其它实体，其包括一组待执行的指令。当为源程序时，则程序需要经由编译器、汇编程序、翻译器等转换，其可或可不包含在存储器1020内，以便结合O/S 1050正确地操作。此外，帧比较器系统1000可写为：(a)面向对象的程序设计语言，其具有数据类和方法类，或(b)过程程序设计语言，其具有程序、子程序和/或函数，例如但不局限于C, C+ +, Pascal, Basic, Fortran, Cobol, Perl, Java和 Ada。

[0163] I/O装置1030可包括输入装置，例如但不局限于键盘、鼠标、扫描器、麦克风、照相机、红外线成像装置或照相机等。此外，I/O装置1030还可包括输出装置，例如但不局限于打印机、显示器等。最后，I/O装置1030还可包括与输入和输出两者通信的装置，例如但不局限于调制器/解调器(调制解调器；用于访问另一装置、系统或网络)、无线电频率(RF)、wifi、蓝牙或其它收发器、电话接口、电桥、路由器等。

[0164] 如果计算机630是PC、工作站等，则存储器1020中的软件还可包括基本输入输出系统(BIOS)(出于简单被省略)。BIOS是一组基本软件程序，其在起动时初始化和测试硬件，起动O/S 1050，并且支持硬件装置之间的数据传递。BIOS储存在ROM中，以使BIOS可在激活计算机630时被执行。

[0165] 当计算机630处于操作时，处理器1010构造成执行储存在存储器1020内的软件，以在存储器1020中来回地传送数据，并大体上按照软件控制计算机630的操作。帧比较器系统1000和O/S 1050，整个地或部分地，但典型地部分地由处理器1010读取，或许缓冲在处理器
1010内，并且接着执行。

[0166] 当帧比较器系统1000以软件实施时，如图10中所示，应当注意的是，帧比较器系统1000可储存在任何计算机可读介质上，用于被任何计算机相关的系统或方法使用，或者结合该系统或方式来使用。在该文献的背景中，计算机可读介质是电子的、磁的、光学的或其它物理设备或器件，其可包含或储存计算机程序，用于被计算机相关的系统或方法使用，或者结合该系统或方法来使用。帧比较器系统1000可体现在任何计算机-可读介质中，用于被或结合指令执行系统、设备或装置使用，如基于计算机的系统、包含处理器的系统或其它系统，其可从指令执行系统、设备或装置取出指令并执行指令。在该文献的背景中，“计算机-可读介质”可为任何器件，其可储存、通信、传播或传输程序，用于被或结合指令执行系统、设备或装置使用。计算机可读介质可为，例如但不局限于电子介质、磁介质、光学介质、电磁介质、红外介质或半导体系统、设备、装置或传播介质。更特定的计算机可读介质的示例(非详尽的列表)将包括如下：具有一根或更多根线的电连接器(电子的)、便携式计算机软盘(磁盘)、随机存取存储器(RAM)(电子的)、只读存储器(ROM)(电子的)、可擦可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪式存储器)(电子的)、光导纤维(光学的)和便携式只读光盘存储器(CD-ROM)(光学的)。注意计算机可读介质甚至可为上面打印有程序的纸张或另一合适的介质，因为程序可经由例如纸张或其它介质的光学扫描而被电子地捕获，接着以合适的方式进行编译、解析或另外处理，如果必要，并且接着存储在计算机存储器中。

[0167] 在备选实施例中，其中帧比较器系统1000以硬件实施，帧比较器系统1000可利用以下技术中的任一种或其组合来实施，该以下技术在本领域中均为众所周知的：图形处理单元、视频卡、(多个)离散的逻辑电路(其具有逻辑门，用于基于数据信号实施逻辑功能)、具有适当的组合逻辑门的专用集成电路(ASIC)、(多个)可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等。

[0168] 图11示出了自动示踪气体喷射控制系统1100的示意图。控制系统1100可安装在与发电机1115相关联的集管区域中，并且可在控制室中被监测。由自动喷射控制系统1100使用的算法监测发电机1115中的H2纯度和气体压力两者。H2供给阀1102首先被关闭，并且停止从H2供应1112供应的氢。穿过吹气管1130的H2排气流受到通-断控制，以经由H2排气阀1104匹配示踪气体的引入。CO2喷射阀1106控制来自CO2源1116的CO2供应。通过监测H2纯度计1120，CO2喷射阀1106可基于H2纯度的逐步减少而调整。发电机1115中的压力可轻微地波动(例如在3%内，并且优选在2%内，并且更优选在<1%内波动)。示踪气体的引入被控制在体积形式的1%至10%之间，以使外壳中的总H2纯度可始终在90%以上。知道CO2可用作非空气气体介质，发电机1115中的该三元气体混合物中的90%的H2纯度实际上可为“不精确的”，因为在引入CO2之前，真实的H2纯度可接近于其原始H2纯度。示踪气体引入的自动控制对于大型发电机可为优选的，以使引入可在大约30分钟至大约90分钟内完成。

[0169] 当发电机相对小(例如<100MW)，具有1000立方英尺以下的外壳容积和3,000立方英尺以下的气体体积时，可实践示踪气体的手动引入。这可通过在引入之前降低大约5%的外壳压力，或者在计算所需示踪气体的体积之后，在天平上对示踪气瓶的消耗称重来实现。喷射步骤可包括基于气体压力、H2纯度和穿过H2吹气管1130的流的反馈来控制非腐蚀性示踪气体的喷射流。自动示踪气体控制系统1100以H2纯度的逐步减少为目标，同时保持发电机1115内部的气体压力基本上稳定，并且气体压力摆动在气体压力原始值的大约5%内。引入示踪气体的步骤还可包括将二氧化碳喷射到发电机1115中，其中当发电机在盘车或在线时，发电机具有氩或氮的冷却气体介质。

[0170] 当没有蒸汽(用于蒸汽涡轮)或没有燃烧气体流(用于燃气涡轮)时，盘车机构可被接合，以使涡轮缓慢地旋转，以确保均匀加热，以防止不均匀的膨胀。发电机典型地机械地连接于燃气涡轮或蒸汽涡轮的输出。在通过盘车机构使涡轮首先旋转，允许转子呈现笔直平面(没有弯曲)的时间之后，接着盘车机构可脱离，并且容许蒸汽至涡轮，或者在燃气涡轮中开始气体燃烧流。从发电机的观点来看，用语“在盘车”、“在线”或“在网”可被视为等同的，因为发电机将处于某种操作状态。

[0171] H2纯度计1120典型地基于空气和氢的二元气体介质的热导率进行校准。示踪气体的引入可导致纯度计读数略高于发电机外壳中的实际的H2纯度。在外壳中的98%的起始H2纯度下，对于5%体积的CO2喷射到在网发电机中而言，如果H2纯度计读出93%，则在外壳中的实际H2纯度可为92.8%，或者如果H2纯度计读出93.2%，则在外壳中的实际的H2纯度可为93%。

[0172] 在引入大约5%体积的CO2的情况下，定子绕组、定子铁芯和转子中的仿真温度的增加对于几乎所有高达大约600MW输出的发电机都可良好地位于规定的设计极限内。风阻损失可增加，但风扇压差的增加可太小而不对典型地由钢合金材料制成的风扇末端产生任何偏转。在引入5%体积的CO2的情况下，总KW损失可从引入CO2之前的水平增加小于5%。因此，可不需要在网(或在线)发电机在额定天和热天中的降额。

[0173] 当氮和氩中的任一个不存在于在线或在网或在盘车的发电机中时，还可将示踪气体如CO2引入到非氢气介质中，如氮和或氩。CO2纯度计可用于该应用。描述了使用氢冷发电机的示例，然而，任何合适的机器可与本发明的系统和方法一起使用。机器可为发电机、加压发电机、氢冷发电机、空冷发电机、涡轮、蒸汽涡轮、燃气涡轮、马达或压缩机。

[0174] 根据本发明的系统和方法证实了相当大的改进结果，其是非预期的，因为现在可在在线、在网或在盘车的发电机中检测泄漏。先前，对于泄漏检测，必须使发电机离线，并且需要耗时且昂贵的工艺，并且/或者氢泄漏不可有效地被肉眼看见。相当大的改进结果通过扫描在线或操作的发电机，并通过使用红外线成像装置来获得，该红外线成像装置构造成检测从发电机发出的泄漏气体云。

[0175] 在用语的定义脱离用语的通常使用的含义的情况下，除非特别指出，否则申请人意图利用以下提供的定义。本文所使用的术语仅仅是为了描述特别实施例的目的，并且不意图限制本发明。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此组合使用。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可作出许多改型以使特别的情形或材料适应本发明的教导。例如，除非明确地陈述或暗示要求(例如一个步骤要求先前步骤的结果或产物为可得到的)，否则方法中所引述的步骤排序不需要以特别顺序来执行。在用语的定义脱离用语的通常使用的含义的情况下，除非特别指出，否则申请人意图利用本文提供的定义。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”意图还包括复数形式。将理解，虽然用语第一、第二等可用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些用语限制。这些用语只用于将一个元件与另一个元件区分开。用语“和/或”包括相关联的所列出的物品中的一个或更多个的任何和所有组合。短语“联接于”和“与…联接”设想是直接或间接联接。

[0176] 该书面的描述使用示例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

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