[적용사례]열화상 탱크 레벨 측정

봄을 기다리는데 눈이 오네요.

올해는 시작부터 여러가지 사건 사고가 많아

걱정도 되면서 앞으로 더 좋은 사회를 만들기 위해서

모두 노력하는 한 해가 되었으면 합니다.

얼마전에 유류 탱크 폭발 사고로

인명 및 재산상의 손실이 발생했습니다.

OGI 카메라로 탱크의 해치를 여는 장면을 보면

아래 동영상과 같이 탱크 안의 위험한 인화성 가스들이 배출되는 것을 볼 수 있습니다.

이러한 인화성 가스의 누출은 폭발 위험이 매우 높기 때문에

각별히 주의가 필요 합니다.

📹 : OGI 탱크 누출

두번째는 배관을 열어서 작업을 하게 되면

동영상과 같이 많은 량의 유독한 가스를 대기중에 배출하게 됩니다.

미국 콜로라도 주에서는 이러한 대기 누출을 줄이기 위해서

해치를 열어서 레벨을 측정하는 작업을 엄격하게 제한을 하게 되었습니다.

이에 따라서 해치를 열지 않고 레벨을 측정하는 방법을

플리사와 협력사에서 개발을 고안하게 되었습니다.

열화상 카메라로 탱크의 레벨을 측정하는 어플리케이션은

오래전부터 있었습니다.

시간에 따라서 내용물과 탱크 표면의 온도차가 있을 경우

잘 구분이 되지만 낮/밤이 바뀌는 때에는

온도에 따라 잘 구분이 되지 않기도 합니다. (AI를 활용해 해결)

이러한 원리를 설명 드리면, 물체마다 비열이 다르기 때문 입니다.

비열(Specific Heat Capacity, c)

비열은 단위 질량(1Kg)의 물질이 온도 1℃(1K) 올리는 데 필요한 열량(J)을 의미 합니다.

단위: J/Kg·℃, J/g·℃, cal/g·K 등으로 사용이 됩니다.

몇 가지 비열을 보면,

철: 0.107cal/g·K, 공기: 정압비열: 0.241cal/g·K, 석유: 0.5cal/g·K

위의 탱크(철)에 공기와 석유가 들어가 있다고 가정을 하면

아침에 해가 떠서 햇빛을 비추면(J)

철은 바로 열이 올라 공기와 석유에 에너지를 전달 합니다.

공기는 밀도가 낮고, 석유에 비해 비열이 낮기 때문에 빨리 온도가 상승할 것 입니다.

반대로 밤이 되고 온도가 하강이 되면(-J)

공기는 빨기 차가워지고, 석유는 온도가 더 천천히 떨어지기 때문에

윗쪽이 더 차갑게 표현이 될 수 있습니다.

사람이 간단히 레벨을 측정할 때는 위와 같이 시간대만 맞춰서

측정을 하면 어느 정도 레벨이 되는지 측정이 가능했습니다.

하지만 사람이 눈으로만 측정을 할 수 없겠지요.

탱크의 높이를 픽셀에 맞춰 교정을 하고

높이값과 탱크의 지름을 넣어주면 쉽게

현재 탱크에 남아 있는 용량을 계산할 수 있습니다.

열화상 카메라의 해상도의 한계는 있어서 정확성에서 약간의 한계는 있지만

외부에 비접촉 방식으로 측정을 할 수 있어서

레벨기 고장 등의 문제로 부터 자유로울 수 있습니다.

특히 바닥에 있는 슬러지의 레벨도 일부분 확인할 수 있습니다.

위와 같이 카메라 한 대로 여러 탱크를 모니터링 할 수 있는 경우

더 효율적으로 운영이 가능 합니다.