光学气体成像 (OGI) 是一种非接触式检测技术，利用红外热像仪来直观呈现肉眼看不见的气体。大多数碳氢化合物，包括食品和加工行业中使用的部分溶剂，会在特定波长范围内吸收红外能量。过去，OGI 技术主要面向石油和天然气或公用事业等行业，重点用于检测甲烷等碳氢化合物的排放。近年来，OGI 技术已发展出量化功能，使得这些行业的领先企业不仅能够发现泄漏，还能对其加以测量，从而更有效地管理排放。

全球流量控制技术领域的领导者、Smiths Group plc 旗下企业 John Crane，数十年来一直在为众多行业提供解决方案。John Crane 的一项核心服务是支持客户检测逸散性排放，这项工作通常借助 OGI 相机完成；而近年来进一步加入了排放量测量功能。 

最近，John Crane 的一支团队成功为一家领先的食品生产商完成了定量光学气体成像 (QOGI) 检测，该案例充分证明，先进的气体可视化和量化技术，结合经验丰富的操作人员对相机的熟练操作，能够直接减少物料损失、提高设备资产可靠性，并带来可量化的财务回报。

光学气体成像 (OGI) 如何实现己烷等碳氢化合物的可视化检测

OGI 相机配备针对特定波长的光谱滤波器，这些波长与碳氢化合物等气体的吸收特性对应，从而能够检测到气体羽流与背景之间的红外吸收差异。当气体从密封、法兰或接头处泄漏时，相机会实时将其显示为可见的羽流图像，整个过程无需中断生产，也无需实际接触泄漏源。

与点式传感器或传统的嗅探方法相比，OGI 使检测人员能够：

• 快速扫描大面积区域
• 动态观察泄漏行为
• 区分间歇性排放与受工艺条件影响的排放
• 安全地检查危险或难以监测 (DTM) 的设备

因此，OGI 特别适用于食品制造业中常见的旋转设备、溶剂萃取系统以及密闭或高温工艺场景。

针对己烷（一种广泛用于植物油萃取工艺的碳氢化合物），OGI 相机经过专门调校，可匹配该化合物在红外光谱中的强吸收特性。先进的 OGI 相机，例如 Flir 的 Gx620，通过配置制冷型红外探测器和针对特定气体优化的光学滤波技术，充分利用这一特性实现高灵敏度检测。

图 1：己烷光谱吸收特性（黄色）与 Flir Gx620 滤光响应区域（红色）对比

己烷从设备中泄漏时，其吸收红外辐射的方式与周围空气或背景表面存在差异。相机将这种吸收差异转化为可视化图像，使工程师能够直观地看到：

• 泄漏位置和规模
• 气体羽流的扩散方向和范围
• 在不同运行工况下泄漏行为的变化

这种能力在采用溶剂的食品加工过程中尤为重要，因为微小的泄漏往往长期存在且不易察觉，从而持续造成产品损失、安全风险和环境影响。

从看见泄漏到衡量影响：QOGI 为何至关重要

传统的 OGI 回答的是定性问题：“是否存在泄漏？”，而定量光学气体成像 (QOGI) 回答的是更有价值的问题：“这处泄漏正在给我们造成多大损失？”

QOGI 在标准 OGI 技术的基础上进一步发展，利用经过验证的量化算法，对检测到的泄漏进行排放速率估算。QOGI 将气体可视化图像与运行参数相结合，为每个泄漏点估算质量或体积流量。先进的成像设备，例如 Flir Gx620，可将这一功能集成于相机内部，让量化过程几乎与检测过程本身一样简便顺畅。 

它将泄漏检测从一项单纯的诊断性工作，转变为数据驱动型的维护和财务决策工具，帮助运营人员实现以下目标：

• 按经济影响对泄漏进行排序
• 基于价值而不仅仅是可见程度来确定维修优先级
• 量化维护后所避免的损失
• 使用可验证的数据，支持内部的可持续发展和效率目标

量化植物油生产中的损失

John Crane 近期的 QOGI 检测项目聚焦于植物油生产中用到的一台关键萃取设备。工程师利用先进的 OGI 技术，在各类接头、密封、检测点和法兰上识别出 22 个潜在泄漏点。

其中 9 个泄漏点的泄漏量经过量化，合计泄漏速率约为 16 公斤/小时。根据客户的碳氢化合物溶剂用量参考值测算，如果不加以处理，这些量化的泄漏点意味着年度物料损失估值超过 19.4 万美元。

图 2：检测过程中获取的可见光图像、HSM 图像和 OGI 图像，展示了不同设备的己烷泄漏情况

本次检测的成本远低于可能节省的成本，证明了其具有很高的投资回报率。更重要的是，该项目为客户提供了清晰、客观的数据，使其能够优先安排那些能带来最大运营和财务收益的纠正性维护措施。

QOGI 和投资回报率：更智能的维护，更快的回报

QOGI 的核心价值在于，它可以将排放与成本直接关联起来。QOGI 不再将所有泄漏视为同等重要，而是帮助运营人员将资源集中投入到能产生最大影响的地方。其主要投资回报优势包括：识别和修复影响较大的泄漏点，以减少产品损失；通过基于价值的优先级排序来提高维护效率；以及防止密封和接头故障升级，以降低非计划停机的风险。在高度依赖溶剂的工艺中，少数几个泄漏点量化后所对应的损失，就已是检测和维修成本的数倍。例如，在下方图 3 中，可见一处泄漏量超过 6 升/分钟。按工业级己烷价格接近 4 美元/升计算，仅消除此处泄漏，每天即可减少近 34,000 美元的物料损失。 

图 3：图中彩色羽流显示了己烷泄漏情况。当泄漏气体穿过蓝色圆圈时，Flir 的 QOGI 技术对其进行了测量。该泄漏点的泄漏量超过每分钟 6 升。

虽然碳氢化合物和溶剂是 QOGI 在食品行业中的典型应用对象，但同样的方法也适用于其他各种气体和应用场景，包括石油和天然气、可再生天然气或汽车行业中用到的其他碳氢化合物和挥发性有机物。无论是哪种情况，其经济逻辑都是一致的：只要气体具有价值，量化其损失就能带来更明智的决策和更快的回报。

应用聚焦：通过常态化 QOGI 监测持续提升性能

客户对 John Crane 的 QOGI 计划给予了高度积极的反馈。首次检测完成后，其已在另一家使用类似设备的工厂完成了额外的 QOGI 检测。两座工厂的复检工作计划于 2026 年年初进行，旨在验证维护效果，并持续改善性能表现。其他地区对此也表现出浓厚兴趣，目前正在探索如何开展类似项目。

作为 John Crane Performance Plus™ 模块化服务框架的一部分，QOGI 属于资产状态管理类别，其目标是在结构化的可靠性管理体系下，支持客户基于数据做出明智的维护决策。 

John Crane 商业与服务副总裁 Philippe Lambert 表示：“该项目展示了先进的诊断技术如何为更加可靠、更可持续的食品生产流程提供支持。” “QOGI 能够为客户直观呈现损失机制，使其能够有效开展针对性维修工作，并持续验证维护措施的有效性。”

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洞察隐患，付诸行动

QOGI 能够直观呈现和量化传统方法难以检测的排放，帮助食品行业运营商提高工艺效率、提升员工安全性并降低不必要的运营成本。正如本次检测所展示的，在那些依赖溶剂或工艺气体的生产环节中，看清泄漏、测算损失、精准行动的能力，正变得越来越重要。

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