Лазерный флуоресцентный метод обнаружения утечек нефтепроводов на длине волны излучения 355 нм

Федотов Ю.В., Белов М.Л., Кравцов Д.А., Городничев В.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Федотов Ю.В., Белов М.Л., Кравцов Д.А., Городничев В.А. Лазерный флуоресцентный метод обнаружения утечек нефтепроводов на длине волны излучения 355 нм // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 2. С. 23–28. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-02-23-28

Fedotov Yu.V., Belov M.L., Kravtsov D.A., Gorodnichev V.A. Laser fluorescence method for detecting oil pipeline leaks at a wavelength of 355 nm [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 2. P. 23–28. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-02-23-28

Ссылка на англоязычную версию:

Yu. V. Fedotov, M. L. Belov, D. A. Kravtsov, and V. A. Gorodnichev, "Laser fluorescence method for detecting oil pipeline leaks at a wavelength of 355 nm," Journal of Optical Technology. 86(2), 81-85 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000081

Аннотация:

Проведён анализ возможности лазерного флуоресцентного метода обнаружения утечек нефтепроводов с использованием длины волны возбуждения флуоресценции 355 нм. Приведены результаты экспериментальных исследований спектров лазерно-индуцированной флуоресценции чистых нефтей и нефтей, разлитых на почве, природных и антропогенных элементов местности, естественным образом находящихся на суше. Показано, что флуоресцентный сигнал от разливов нефти на земной поверхности может быть сравним с флуоресцентным сигналом от растительности и водных объектов. Однако флуоресцентный сигнал от разливов нефти можно отличить от флуоресцентного сигнала растительности и водных объектов, используя анализ формы спектров флуоресценции.

Ключевые слова:

лазерно-индуцированная флуоресценция, спектры флуоресценции, утечки нефтепроводов, земная поверхность

Благодарность:

Авторы выражают благодарность сотрудникам компании АО «ПЕРГАМ-ИНЖИНИРИНГ» за предоставление образцов товарных нефтей.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ, проект № 13.7377.2017/БЧ.

Коды OCIS: 300.2530, 260.2510, 280.3640

Список источников:

1. Grec A., Maior C. Earth oil extraction — major environmental pollution source // Environmental Engineering and Management Journal. 2008. V. 7. № 6. P. 763–768.
2. Biliavskiy G., Golod A. Oil pollution of the Black Sea // Proceedings of the NAU. 2012. № 2. P. 91–95.
3. Adejoh O.F. Petroleum pipelines, spillages and the environment of the Niger Delta Region of Nigeria // World Environment. 2014. V. 4. № 3. P. 93–100.
4. Sivokon S., Andreev N.N. Laboratory assessment of the efficiency of corrosion inhibitors at oilfield pipelines of the West Siberia region I. Objective setting I. // Int. J. Corros. Scale Inhib. 2012. V. 1. № 1. P. 65–79.
5. Zhang J., Hoffman A., Kane A., Lewis J. Development of pipeline leak detection technologies // 10th International Pipeline Conference. Design and Construction; Environment; Pipeline Automation and Measurement. Calgary, Alberta, Canada. 2014. V. 1. P. 1–8.
6. Sasano M. Marine observation lidar // Industrial applications of laser remote sensing / Ed. by Fukuchi T., Tatsuo Shiina T. Sharjah: Bentham Science Publishers Ltd, 2012. P. 89–98.
7. Measures R.M. Laser remote sensing: fundamentals and applications. Melbourne: Krieger Publishing Company, 1992. 524 p.
8. Brown C.E. Laser fluorosensors // Oil Spill Science and Technology / Ed. by Fingas M. Burlington: Elsevier Inc., 2011. P. 171–184.

9. Vasilescu J., Marmureanu L., Carstea E., Cristscu C.P. Oil spills detection from fluorescence lidar measurements // U.P.B. Sci. Bull. Series A. 2010. V. 72. № 2. P. 149–154.
10. Федотов Ю.В., Матросова О.А., Белов М.Л., Городничев В.А. Метод обнаружения нефтяных загрязнений на земной поверхности, основанный на регистрации флуоресцентного излучения в трех узких спектральных диапазонах // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 3. С. 208–212.
11. Corbett J., Woods M. UV laser radiation: skin hazards and skin protection controls // International Laser Safety Conference, Orlando, FL. 2013. Paper #303. P. 1–8.
12. Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий. ГОСТ 31581-2012. М.: Стандартинформ, 2013.
13. Pal S., Behrendt A., Radlach M., Schaberl T., Wulfmeyer V. Eye safe scanning aerosol lidar at 355 nm // Reviewed and Revised Papers of the 23rd International Laser Radar Conference (ILRC 2006). Nara, Japan. 2006. July 24–28. P. 1–4.
14. Daumont D., Brion J., Charbonnier J., Malicet J. Ozone UV spectroscopy I: absorption cross-sections at room temperature // J. of Atmospheric Chemistry. 1992. № 15. P. 145–155.
15. Naseer M.H., Ayad Z.M., Fareed F.R., Shahad I.Y. Determination of absorption and fluorescence spectrum of Iraqi crude oil // American Journal of Physics and Applications. 2016. № 4 (3). P. 78–83.
16. Bugden J.B.C., Yeung C.W., Kepkay P.E., Lee K. Application of ultraviolet fluorometry and excitation–emission matrix spectroscopy (EEMS) to fingerprint oil and chemically dispersed oil in seawater // Marine Pollution Bulletin. 2008. № 56. P. 677–685.
17. Steffens J., Landulfo E., Courrol L.C., Guardani R. Application of fluorescence to the study of crude petroleum // Journal of Fluorescence. 2011. V. 21. № 3. P. 859–864.
18. Utkin A.B., Lavrov A., Vilar R. Evaluation of oil spills by laser induced fluorescence spectra // Proceedings of SPIE. 2011. V. 7994. P. 799415-1–799415-10.
19. Pashayev A., Tagiyev B., Allahverdiyev K., Musayev A., Sadikhov I. Lidar for remote sensing of contaminations on water and earth surface taking place during oil-gas production // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9810. P. 981018-1–981018-7.
20. Karpicz R., Dementjev A., Kuprionis Z., Pakalnis S., Westphal R., Reuter R., Gulbinas V. Oil spill fluorosensing lidar for inclined onshore or shipboard operation // Applied Optics. 2006. V. 45. № 25. P. 6620–6625.
21. Ciuciu G.J., Secrieru D., Pavelescu G., Savastru D., Nicolae D., Talianu C., Nemue A. Investigation of seawater pollution on Black Sea Romanian coast // Proceedings of SPIE. 2006. V. 6522. P. 65221D-1–65221D-6.
22. Luedeker W.W., Guenther K.P., Dahn H.G. Detection and mapping of oil contaminated soils by remote sensing of laser induced fluorescence // Proceedings of SPIE. 1995. V. 2504. P. 426–435.
23. Yang J., Gong W., Shi S., Du L., Sun J., Song S. The effective of different excitation wavelengths on the identification of plant species based on fluorescence lidar // The International Archives of the Photogrammetry. Remote sensing and Spatial Information Sciences. 2016. V. XLI-B1. P. 147–150.
24. Saito Y. Laser-induced fluorescence spectroscopy technique as a tool for field monitoring of physiological status of living plants // Proc. of SPIE. 2007. V. 6604. Р. 66041W-1–66041W-12.
25. Mishra K.B., Gopal R. Study of laser-induced fluorescence signatures from leaves of wheat seedlings growing under cadmium stress // Gen. Appl. Plant Physiology. 2005. V. 31. № 3–4. Р. 181–196.
26. Sne1s M., Guarini R., De11’Ag1io M. First results obtained with a lidar fluorescence sensor system // Proc. of SPIE. 2000. V. 4070. Р. 100–107.