(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機内のガス漏れを検出するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】非腐食性トレーサガスの供給源３０と、非腐食性トレーサガスを水素冷却式発電機に導入するためのサブシステム３１，３５とを含む。赤外イメージングデバイス２０は、水素冷却式発電機１５及び非腐食性トレーサガスの少なくとも一部分の画像を表示する通知デバイスと通信するように適合される。赤外イメージングデバイスは、冷却式検出器２４及び３μｍと５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタ２５を含む。検出器及び／又はフィルタは、約−８０℃と−２００℃との間に冷却される。ガス漏れは通知デバイス上で示されることになる。発電機は、水素冷却式であり、また、オンラインか又はオングリッドであり得る。【選択図】図１
2015204744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機内のガス漏れを検出するためのシステムであって、
非腐食性トレーサガスの供給源と、
前記非腐食性トレーサガスを前記発電機に導入するためのサブシステムと、
前記発電機及び前記非腐食性トレーサガスの少なくとも一部分の画像を表示する通知デバイスと通信するように適合された赤外イメージングデバイスとを備え、前記赤外イメージングデバイスは、冷却式検出器及び約３μｍと約５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを備え、前記検出器及び前記フィルタの少なくとも一方は、約−８０℃と約−２００℃との間に冷却され、
前記ガス漏れは前記通知デバイス上で示されることになる、システム。
【請求項２】
前記発電機は、オンライン又はオングリッドである水素冷却式発電機である、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記非腐食性トレーサガスは二酸化炭素（ＣＯ2）である、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記フィルタの前記スペクトル応答は、約４．２μｍと約４．５μｍとの間である、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記検出器は、約−８０℃と約−２００℃との間に冷却される、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記フィルタは冷却される、請求項４記載のシステム。
【請求項７】
前記赤外イメージングデバイス及び前記通知デバイスの前記発電機の周りでの移動を容易にするように構成される可動カートを更に備える、請求項４記載のシステム。
【請求項８】
発電機内のガス漏れを検出するための方法であって、
前記発電機の少なくとも一部分を取囲む視野を有する約３μｍと約５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを有する冷却式検出器を有する赤外イメージングデバイスを配設することと、
前記発電機にトレーサガスを導入するステップであって、前記発電機はオンラインであり、前記トレーサガスは約３μｍと約５μｍとの間の吸収スペクトルを有する、導入すること、
前記赤外イメージングデバイスによって受信される放射を前記トレーサガスの前記吸収スペクトル内でフィルタリングすること、
前記通知デバイス上で通知を表示することを含み、前記ガス漏れは、前記通知デバイス上の前記通知によって示される、方法。
【請求項９】
前記配設するステップは、前記赤外イメージングデバイス又は前記通知デバイスを前記発電機の周りに位置決めするため、前記赤外イメージングデバイス又は前記通知デバイスの少なくとも一方を含む可動カートを使用することを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記発電機は水素冷却式発電機であり、前記トレーサガスを導入する前記ステップは、約２ＰＳＩから約１０ＰＳＩだけ前記発電機内の圧力が低くなるよう、前記水素の一部を除去することを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記トレーサガスを導入する前記ステップは、前記発電機内の圧力が約２ＰＳＩから約１０ＰＳＩだけ上昇する（ｒｉｓｅ）まで前記発電機に二酸化炭素を注入することを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記発電機は水素冷却式発電機であり、方法は、
Ｈ2掃気パイプのガス圧、Ｈ2純度、及び流量のフィードバックに基づいて前記非腐食性トレーサガスの注入流量を制御することを更に含み、
自動トレーサガス制御システムは、前記発電機の内部のガス圧を実質的に安定に保ちながら、前記Ｈ2純度の徐々の減少を目指し、前記ガス圧搖動は、ガス圧の元の値の約５％以内である、請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記トレーサガスを導入する前記ステップは、
前記発電機に二酸化炭素を注入することを更に含み、前記発電機は、ターニングギア上にあるか又はオンラインである間、アルゴン又は窒素の冷却用ガス媒体を有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記発電機は水素冷却式発電機であり、前記トレーサガスを導入する前記ステップは、前記発電機の内部の水素純度が約９０％から約９５％になるまで前記発電機に二酸化炭素を注入することを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１５】
前記トレーサガスを導入する前記ステップは、前記発電機に二酸化炭素を注入すること、使用された二酸化炭素の重量をモニターすること、及び、所定の重量に達したときに、二酸化炭素の注入を停止することを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１６】
前記フィルタリングするステップは、約４．２μｍと約４．５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタによって前記放射をフィルタリングすることを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１７】
前記表示するステップは、漏れが検出される場合、前記通知デバイス上で移動性クラウドを表示することを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１８】
前記表示するステップは、
１つ又は複数の以前のビデオフレームを目下のビデオフレームと比較すること、
前記１つ又は複数の以前のビデオフレームと前記目下のビデオフレームとの間の所定の差を識別すること、
前記所定の差を有するピクセルに対して、前景カラーであって、前記通知デバイスのディスプレイ内の他のピクセルに対して大きなコントラストを有する、前景カラーを割当てること、
前記所定の差を有する前記ピクセルを、前記目下のビデオフレームと重ね合わせて前記ディスプレイ上で前記前景カラーで表示することを更に含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記表示するステップは、
１つ又は複数の以前のビデオフレームを目下のビデオフレームと比較すること、
前記１つ又は複数の以前のビデオフレームと前記目下のビデオフレームとの間の所定の差を識別すること、
前記所定の差を有するピクセルを囲む境界に対して前景カラーを割当てることであって、前記前景カラーは、前記ディスプレイ内の他のピクセルに対して大きなコントラストを有する、割当てること、
前記所定の差を有する前記ピクセルの周りで前記境界を、前記通知デバイスのディスプレイ上で前記前景カラーで表示することを更に含み、前記境界は、前記目下のビデオフレームと重ね合わされる、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記表示するステップは、
１つ又は複数のビデオフレームを隣接するビデオフレームと比較すること、
前記１つ又は複数のビデオフレームと前記隣接するビデオフレームとの間の所定の差を識別すること、
前記所定の差を有するピクセルに対して前景カラーを割り当てること、又は、前記所定の差を有する前記ピクセルを囲む境界に対して前景カラーを割り当てることの少なくとも一方であって、前記前景カラーは、前記デバイス内の他のピクセルに対して大きなコントラストを有する、割り当てることの少なくとも一方、
前記目下のビデオフレームと重ね合わせて、前記所定の差を有するピクセルを前記通知デバイスのディスプレイ上で前記前景カラーで表示すること、又は、前記所定の差を有する前記ピクセルの周りの前記境界を前記ディスプレイ上で前記前景カラーで表示することの少なくとも一方を更に含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
機械内のガス漏れを検出するためのシステムであって、
非腐食性トレーサガスの供給源と、
前記非腐食性トレーサガスを前記機械に導入するためのサブシステムと、
前記機械及び前記非腐食性トレーサガスの少なくとも一部分の画像を表示する通知デバイスと通信するように適合された赤外イメージングデバイスとを備え、前記赤外イメージングデバイスは、冷却式検出器及び３μｍと５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを備え、前記検出器及び前記フィルタの少なくとも一方は、約−８０℃と約−２００℃との間に冷却され、
前記ガス漏れは前記通知デバイス上で示されることになる、システム。
【請求項２２】
前記機械は、
発電機、加圧式発電機、水素冷却式発電機、空冷式発電機、タービン、モータ、又は圧縮機の少なくとも１つである、請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
前記機械は、オンラインである、オングリッドである、又はターニングギア上にある、請求項２１記載のシステム。
【請求項２４】
前記非腐食性トレーサガスは二酸化炭素（ＣＯ2）である、請求項２１記載のシステム。
【請求項２５】
前記フィルタの前記スペクトル応答は、約４．２μｍと約４．５μｍとの間である、請求項２１記載のシステム。
【請求項２６】
前記検出器は、約−８０℃と約−２００℃との間に冷却される、請求項２１記載のシステム。
【請求項２７】
前記フィルタは冷却される、請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記赤外イメージングデバイス及び前記通知デバイスの前記発電機の周りでの移動を容易にするように構成される可動カートを更に備える、請求項２１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、一般に、漏れの検出に関し、より詳細には、水素冷却式発電機内の冷媒の漏れのオンライン検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型発電機は、通常、低密度ガスで冷却される。水素（Ｈ2）は、他の冷却用ガスオプションと比較されると、低い風損摩擦（ｗｉｎｄａｇｅ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ）、高い熱消散能力、及びコロナ放電に対する高い耐性を含むその望ましい熱物性のため、冷媒として広く使用されてきた。加えて、Ｈ2は、容易にアクセス可能でかつ安価であるという利点を有する。
【０００３】
Ｈ2の漏れは、発電機が効率的に運転するのを妨げ、場合によっては、発電停止を生じる場合がある。発電機の周りでのＨ2の漏れの考えられるエリアの中で、高電圧ブッシング、シールケーシング、及びパイプフランジを含むステータケーシング上のフランジ継手が存在する。漏れはまた、クーラ、溶接部、ボルトヘッド、及び端面シールドの界面の周りで起こる場合がある。外側端部シールド、ロータ端子パッキング、集電体組立体内の軸受エンクロージャ並びに計装配線貫通部（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｗｉｒｉｎｇ  ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）用に作られたグランドはまた、漏れを生じ易い可能性ある。他の気密遷移部及び溶接継手並びにシールオイルドレインシステム、ガスパイピング、及び水素キャビネットは漏れの発生元であり得る。発電機が水冷式発電機である場合、ステータ液冷式巻線はまた、漏れの発生元であり得る。
【０００４】
Ｈ2の漏れは、Ｈ2が無色で、無臭で、分子構造が対称であるため検出するのが難しく、その低密度のせいで、Ｈ2は、大気内に漏れると急速に消散する。考えられるＨ2の漏れをモニターし検出するときの技術的な難題は、特に、アクセスができずかつ空間制限されたエリア内のタービン発電機内で漏れるＨ2の正確な場所を特定することにある。通常、水素の漏れは、発電機が通常より多くの水素を消費し始めるときに示される。このシナリオでは、オペレータは、漏れが存在することをわかっているが、漏れの場所はわかっていない。
【０００５】
従来のタービン発電機漏れ検出法は、オフグリッド又はオフラインのタービン発電機の空気によるパージングと、その後、そのタービン発電機を通常運転圧にもたらすことを必要とする。そして、検査されるエリアの長いチェックリスト及びステップバイステップの消去法が使用される。試験の各サイクルは、少なくとも２４時間にわたってモニターすることを必要とする。漏れが推奨値より高い場合、種々の漏れ検出法が使用されてきた。
【０００６】
例えば、バブル試験は、考えられる漏れの全てのアクセス可能なエリアにわたって適用される石鹸水又は同様の清浄液を使用して実施され得る。別のアプローチは、ハロゲン化合物ガス（フロン１２等）が漏れをチェックするためのトレーサガスとして使用される加圧式システム内で漏れを検出するために設計されたハロゲン漏れ検出器を使用することである。システムの外部は、その後、ハロゲンを含むガスのトレースに敏感なスニッファープローブによってスキャンされる。その原理は、突然のハロゲン化物成分の存在による、正イオン（Ｋ又はＮａ）放出の増加に基づく。
【０００７】
漏れ検出の全ての従来の方法は、検出器が漏れの発生元の非常に近くに存在することを必要とし、実装するのにかなりの時間がかかる。従来の方法のほとんどは、接近するか又はほぼ接触する「スニッファー（ｓｎｉｆｆｅｒ）」技術及びプローブを使用する。これらの方法は、ひどく時間がかかり、場合によっては、ガス漏れが内部シールクラックから発生した場合、ガス漏れを見逃す。アクセスできないＨ2シールシステム又は制限空間が、考えられる漏れの発生元である場合、タービン発電機を分解するためのかなりの努力が必要とされ、一般に、スケジュールを、あと数日遅延させることをもたらし得る。１日当たりの営業収益の１００万ドルに近い価値が、タービン発電機が強制的にオフラインになるときに電力生産者から報告されている。
【０００８】
長波ガス検出カメラ（１０から１１μｍの検出器応答）が、高電圧スイッチギア又は変圧器から六フッ化硫黄（ＳＦ6）の漏れを検出するために配電産業で使用されてきた。後方散乱／吸収技術と組合せて電力プラント発電機内のＨ2漏れを発見するときにＳＦ6をトレーサガスとして使用することも提案されてきた。後方散乱／吸収漏れ検出プロセスは、ターゲットエリアを照射する指向性エネルギー源を設けるためにアクティブスキャニングレーザを使用する。レーザビームは、特定の周波数帯域に同調されたソースカメラに後方反射される。ＳＦ6は、このエネルギーの周波数を吸収する高い親和性を有し、カメラモニター上で暗いクラウドとして見える。カメラモニターは、トレーサガスクラウドのサイズ及び暗さによって漏れがどれほど深刻であるかの直接の指示を提供する。
【０００９】
トレーサガスとしてのＳＦ6の使用に関連する主要な問題は、環境上の、健康上の、また安全上の懸念並びに発電機絶縁システム及び保持リングの考えられる劣化に関連する。ＳＦ6は、３，２００年の大気寿命を有する有力でかつ危険なガスである。検出後の環境へのＳＦ6の放出又はｐｐｍ（百万分の一）レベルの残留残渣は、検出エリア内の要員にとって環境上の、健康上の、また安全上の懸念になる。更に、タービン発電機運転中の考えられるコロナ活動及び熱応力の存在下で、ＳＦ6は、有害な副産物に分解される可能性がある。これらの副産物は、有毒ガスであるＨＦ、ＳＦ4、ＳＯ2、及びＳＯ2Ｆ2を含む。湿気の存在下で、ＳＦ6の１次及び２次分解生成物は、Ｈ2冷却式発電機に対する損傷及び運転時故障をもたらし得る腐食性電解質を形成する。例えば、ＳＦ6及びその劣化副産物は、その主要な成分が１８Ｃｒから１８Ｃステンレス鋼である発電機磁場保持リング材料に対して、知られている腐食作用をもたらす。
【００１０】
既存の方法は、遠隔の、感度が高い、正確な、安全な、迅速な、非腐食性の、又はオンラインの検出能力を提供しない。
【発明の概要】
【００１１】
本開示は、健康上の、環境上の、また安全上の懸念を回避すると共に、発電機コンポーネントの腐食を回避する、Ｈ2冷却式発電機からのＨ2の漏れの、遠隔で、感度が高く、正確で、安全で、迅速で、オンラインの検出のための方法及びシステムを提供する。方法及びシステムは、トレーサガスの手動又は自動による導入を実現するため、オングリッド発電機のガス圧に課される乱れが最小の状態で、トレーサガスの注入が、制御された方法で定期的に実施され得る。方法及びシステムはまた、オングリッド発電機を能力低下させることなくトレーサガスを導入すること、及び／又は、アイドリング状態又はターニングギア（ｔｕｒｎｉｎｇ  ｇｅａｒ）内にあるが、迅速にオンラインにもたらされ得る発電機の内部の窒素又はアルゴン等のＨ2以外のガス媒体内にトレーサガスを導入することを可能にする。
【００１２】
本発明の一態様によれば、発電機、加圧式発電機、又は水素冷却式発電機内のガス漏れを検出するためのシステムが提供される。システムは、非腐食性トレーサガスの供給源と、非腐食性トレーサガスを水素冷却式発電機に導入するためのサブシステムとを含む。赤外イメージングデバイスは、水素冷却式発電機及び非腐食性トレーサガスの少なくとも一部分の画像を表示する通知デバイスと通信するように適合される。赤外イメージングデバイスは、冷却式検出器及び約３μｍと約５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを含む。検出器又はフィルタは、約−８０℃と約−２００℃との間に冷却される。ガス漏れは通知デバイス上で示されることになる。発電機は、オンラインであり得る、オングリッドであり得る、又はターニングギア上にあり得る。
【００１３】
別の態様では、発電機、加圧式発電機、又は水素冷却式発電機内のガス漏れを検出するための方法は、発電機の少なくとも一部分を取囲む視野を有する約３μｍと約５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを有する冷却式検出器を有する赤外イメージングデバイスを配設するステップを含む。導入するステップは、発電機にトレーサガスを導入する。発電機はオンラインであり、トレーサガスは約３μｍと約５μｍとの間の吸収スペクトルを有する。フィルタリングするステップは、赤外イメージングデバイスによって受信される放射をトレーサガスの吸収スペクトル内でフィルタリングする。表示するステップは、通知デバイス上で通知を表示し、ガス漏れは、通知デバイス上の通知によって示されることになる。発電機は、オンラインであり得る、オングリッドであり得る、又はターニングギア上にあり得る。
【００１４】
更に別の態様では、機械内のガス漏れを検出するためのシステムが提供される。システムは、非腐食性トレーサガスの供給源と、非腐食性トレーサガスを機械に導入するためのサブシステムとを含む。赤外イメージングデバイスは、機械及び非腐食性トレーサガスの少なくとも一部分の画像を表示する通知デバイスと通信するように適合される。赤外イメージングデバイスは、冷却式検出器及び３μｍと５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを含む。検出器及びフィルタの少なくとも一方は、約−８０℃と約−２００℃との間に冷却される。ガス漏れは通知デバイス上で示されることになる。機械は、発電機、加圧式発電機、水素冷却式発電機、空冷式発電機、タービン、蒸気タービン、ガスタービン、モータ、又は圧縮機であり得る。
【００１５】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面と共に考えられると、好ましい実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになろう。添付図面は本発明の或る態様の原理を例によって示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の或る態様による漏れ検出システムの概略図である。
【図２】ＣＯ2の吸収スペクトルのチャートである。
【図３】プロパンの吸収スペクトルのチャートである。
【図４】ｎ−ブタンの吸収スペクトルのチャートである。
【図５】種々の波長にわたる種々のガスの赤外線信号強度を示す図である。
【図６】本発明の或る態様による、水素冷却式発電機内のガス漏れを検出するためのシステムの部分斜視図である。
【図７】本発明の或る態様による、漏れ検出中の、赤外イメージングデバイスからのスクリーンショットキャプチャ及び表示を示す図である。
【図８】本発明の或る態様による、水素冷却式発電機内のガス漏れを検出するための方法のフローチャートである。
【図９】本発明の或る態様による、表示するステップのフローチャートである。
【図１０】本発明の或る態様による、漏れ検出中に使用される画像を表示するために使用されるディスプレイの略図である。
【図１１】タービンデッキの下にあり得る発電機のガス多岐管内の既存のＣＯ2パージングパイプライン上に搭載される自動トレーサガス注入システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の態様は、環境的に安全でかつ非腐食性のトレーサガスをオングリッド発電機に導入することによって発電機内のガス漏れを検出するためのシステムを含む。漏れるトレーサガスの画像を表示するように適合される赤外イメージングデバイスが設けられる。
【００１８】
図１は、水素（Ｈ2）冷却式発電機１５と共に使用するためのガス漏れを検出するためのシステム１０の略図を示す。発電機１５はまた、限定はしないが、加圧式発電機、加圧式ガス冷却式発電機、又は加圧式空冷式発電機を含む任意の発電機であり得る。漏れ検出システム１０は、Ｈ2冷却式発電機１５の大きな又は小さな部分をスキャンすることが可能な赤外イメージングデバイス２０を含む。赤外イメージングデバイスは、ゲルマニウム又は他の赤外透過ガラス材料で作られたレンズを含み得る。赤外イメージングデバイス２０は、約３μｍから約５μｍの応答を有する検出器２４を有する可搬型で手持ち式の中波赤外カメラであり、更に、フィルタ２５の使用によって約４．２μｍから約４．５μｍにスペクトル的に適合し得る。フィルタ２５は、検出器２４を通過することを許容される放射の波長を、バンドパスと呼ばれる非常に狭い帯域に制限する。この技法はスペクトル適合と呼ばれる。これは、赤外イメージングデバイス２０を、トレーサガスとして使用され得るガスに最も応答性を高くさせる。本発明の他の態様では、１つ又は複数のフィルタ２５が、直列に使用され得る。例えば、３μｍから５μｍのスペクトル応答を有する第１のフィルタが、４．２μｍから４．５μｍのスペクトル応答を有する第２のフィルタ１２６と直列に積層され得る。
【００１９】
漏れ検出システム１０は、導管３１及び制御弁３５を通してＨ2冷却式発電機１５に結合されたトレーサガスの供給源３０を含む、トレーサガス２９を導入するためのサブシステムを含み得る。自動トレーサガス注入システム（図示せず）は、アルゴリズムを含み、自動トレーサガス注入が大容積ターボ発電機について使用される場合、タービンデッキ制御室内でモニターされ得る。赤外イメージングデバイス２０は、Ｈ2冷却式発電機１５の一部分を取囲む視野４０を赤外イメージングデバイス２０に提供する外側レンズ３９を含み得る。例えば、レンズ３９は、約１４ｍｍから約６０ｍｍ以上までの固定焦点距離を有し得る。レンズ３９は、或る範囲の焦点距離を有する多焦点レンズ（例えば、ズームレンズ）を同様に備え得る。一般に、ほとんどの使用は、建物の内部であることになるため、より広い視野（２５ｍｍ又は１２．５ｍｍ等の、より小さい数値の焦点距離）が好ましい場合がある。しかし、狭い視野（５０ｍｍ又は１００ｍｍ等の、より大きい数値の焦点距離）は、幾つかの用途において漏れを正確に位置付けるのに有利であり得る。Ｈ2冷却式発電機１５上に漏れ地点４５が存在する場合、漏れるガスは、漏れ地点４５から発する漏れガスクラウド５０を生成することになる。同様に、Ｈ2冷却式発電機１５上に漏れ地点５５が存在する場合、漏れるガスは、漏れ地点５５から発する漏れガスクラウド６０を生成することになる。漏れガスクラウド５０及び漏れガスクラウド６０は、赤外イメージングデバイス２０によって検出されることが可能なトレーサガスを含むことになる。
【００２０】
運転時、赤外イメージングデバイス２０は、漏れガスクラウド５０内のトレーサガスを不透明に（又は見えるように）することによって漏れガスクラウド５０の画像を表示する。多くのガスの場合、赤外線放射を吸収する能力は、放射の波長及び漏れるトレーサガスと周囲との間の温度差に依存する。換言すれば、それらの透明度は波長と共に変動し、検出感度は温度差と共に変動する。吸収により本質的に不透明である赤外波長が存在し得る。赤外イメージングデバイス２０は、トレーサガスの吸収及び放出特性を可視化するように適合され、ユーザが、トレーサガスとそのホスト環境とを区別することができるようにする。フィルタ２５は、トレーサガスの分子結合の振動／回転エネルギー遷移および放出に波長が一致する赤外スペクトルで送信するように設計される。これらの遷移及び放出は、通常、分子内のダイポールモーメント変化によって場（ｆｉｅｌｄ）に強く結合され、また、多くのタイプのガス及び蒸気に一般的である。赤外イメージングデバイス２０の検出器２４は、集積化クーラ検出器組立体（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏｏｌｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）（ＩＤＣＡ）内で約−８０℃から約−２００℃まで冷却されて、トレーサガスの遠隔イメージングの感度を増加させ得る。温度感度は、通常、２０ｍＫ未満、より好ましくは１４ｍＫ未満である。フィルタ２５は、外側レンズ３９上に、外側レンズ３９の背後に、又は、感度を増加させるためＩＤＣＡ組立体の内部に搭載され得る。デバイスは、吸収モード、反射モード、散乱モード、又は放出モードを使用して、較正され、考えられる最大コントラストを持つように調節（ｔｕｎｅ）されるため、漏れるトレーサガスの、正確な圧力、流量、及び温度の勾配が、いろいろな検出距離から識別され得る。
【００２１】
赤外イメージングデバイス２０が、ガス漏れが無い状態でＨ2冷却式発電機１５に方向付けられる場合、視野内の物体は、赤外イメージングデバイス２０のフィルタ２５を通して赤外線放射を放出し反射させることになる。フィルタ２５は、或る波長の放射だけを検出器２４まで通過するのを可能にし、検出器２４から、赤外イメージングデバイス２０は、ガス状放射強度の未補償画像を生成することになる。漏れ地点４５等、赤外イメージングデバイス２０の視野４０内に漏れが存在する場合、漏れるガスクラウド（又はプルーム）５０は、漏れ場所で生成され、Ｈ2冷却式タービン発電機１５と赤外イメージングデバイス２０との間で消散され得る。ガスクラウド５０は、フィルタ２５のバンドパス範囲内の放射を吸収し放出するトレーサガスを含み、その結果、クラウドを通過し検出器２４に戻る背景放射の量が減少し、それにより、赤外イメージングデバイス２０を通してトレーサガスクラウドを目に見えるようにすることになる。漏れ地点５５において等、赤外イメージングデバイス２０の視野４０の外に漏れが存在する場合、漏れガスクラウド６０の部分は、赤外イメージングデバイス２０によって依然として検出されることになる。所望される場合、Ｈ2の対応するレベルが推定され得る。
【００２２】
トレーサガス及びもしあればその分解生成物は、毒性の観点から環境的に安全であるべきである。トレーサガスは、好ましくは非腐食性である。更に、トレーサガスは、発電機絶縁システムに対する損傷又は鋼保持リング及びファンブレードに対する腐食性損傷をもたらすべきでない。トレーサガスは、例えばブタン、エタン、ヘプタン、プロパン、及び同様なもの等の炭化水素ガスを含み得る。好ましくは、トレーサガスは、空気と水素の両方に関して無制限の混合限界を有する二酸化炭素（ＣＯ2）であり得る。加えて、ＣＯ2は、通常、ユーティリティスケール発電機（ｕｔｉｌｉｔｙ  ｓｃａｌｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）内の通常の始動及びシャットダウンパージングプロシージャにおいて使用されるこうした中間ガスのうちの１つの中間ガスであるため、サイト（ｓｉｔｅ）上に既に存在する。大気のＣＯ2含有量（４００ｐｐｍ）のバックグラウンド吸収は、ＣＯ2が４００ｐｐｍより高い濃度のトレーサガスとして使用されるとき、なくなり得る。
【００２３】
図２、３、４には、ＣＯ2、プロパン、及びｎ−ブタンの吸収スペクトルがそれぞれ示される。チャートから見てわかるように、ＣＯ2、プロパン、及びｎ−ブタンは、赤外イメージングデバイス２０によって検出され得る４μｍの近くに最大吸収ピークを有する。図５は、種々の波長にわたる種々のガスの赤外線信号強度を示す。２．５μｍから３μｍ未満までまた５μｍから８μｍまでの波長範囲では、水（Ｈ2Ｏ）分子は、強い赤外線信号を有する。炭化水素の赤外線信号強度は、約４．２μｍから約４．５μｍにおけるピークを除いて、３μｍから５μｍの波長範囲にわたってかなり線形である。４．２μｍから４．５μｍにおけるこのピークは、二酸化炭素（ＣＯ2）による。このことは、この比較的狭い赤外線バンドにおいて、検出器がこの波長バンドに調節される場合、ＣＯ2を背景放射から（視覚的に）区別するのが容易であることを意味する。ほとんどの検出器が、圧倒的な背景干渉のせいで、このバンドにおいて赤外線信号を、検出できないか、又は識別できない点で困難さが生じる。しかし、本発明の或る態様によれば、３μｍから５μｍ又は４．２μｍから４．５μｍのフィルタを有する冷却式赤外検出器又は赤外イメージングデバイスは、二酸化炭素を検出することができるであろう。冷却式検出器の態様は他の検出器を通常悩ませる光子干渉を減少させ、バンドパスフィルタは、二酸化炭素の高いコントラスト（又は強度）の信号に的を絞ることによって、一般的に存在する他のガス又は分子からの干渉をなくす。
【００２４】
図６は、水素冷却式発電機内のガス漏れを検出するためのシステム６００の部分斜視図を示す。システム６００は、水素冷却式発電機１５の周りでの赤外イメージングデバイス６２０及び通知デバイス（又はディスプレイ）６３０の移動を容易にするように構成される可動カート６１０を含む。カート６１０は、複数のホイール６１２を有するベース６１１を含む。ホイール６１２は、単一の、２重の、又は複合のホイール構成を有するスイベルキャスタホイールであるとすることができる。ホイール６１２は、カート６１０が容易に移動されることを可能にするようにベース６１１に取付けられる。ホイール６１２は、ゴム、プラスチック、ナイロン、アルミニウム、又はステンレス鋼、或はその組合せからなり得る。ヒンジ連結式アーム６１５はカートに接続され、赤外イメージングデバイスはアーム６１５に取付けられ得る。アーム６１５は、赤外イメージングデバイスが種々の位置になるよう移動されることを可能にし、また、赤外イメージングデバイス６２０の照準（ａｉｍｉｎｇ）を容易にする。支持アーム６１７は、作業用プラットフォーム６１３が高さ及び位置について調整されることを可能にする。プラットフォーム６１３は、赤外イメージングデバイス６２０及びディスプレイ６３０用の支持体として機能し得る。
【００２５】
赤外イメージングデバイス６２０は、先に述べられており、ＩＤＣＡカメラ等の冷却式赤外イメージング検出器であり、プラットフォーム６１３或は伸長可能な及び／又は可撓性のアーム６１５に搭載され得る。イメージングデバイス６２０はまた、プラットフォーム６１３又はアーム６１５から取外され、オペレータ又は技術者によって、発電機の周りで独立に移動され得る。イメージングデバイス６２０は、ワイヤード又はワイヤレスリンクによって通知デバイス６３０に接続され得る。ワイヤードリンクは、ＵＳＢ接続、シリアル又はパラレルコネクタ／ケーブル、ビデオケーブル、又は任意の他の適したワイヤード接続であるとすることができる。ワイヤレスリンクは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標）、ｗｉ−ｆｉ、無線周波数、又は他の適したワイヤレス通信システム／インタフェースを含み得る。通知デバイス６３０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ；ＩＢＭ互換、Ａｐｐｌｅ互換、Ａｎｄｒｏｉｄ、又はその他）、ラップトップ、ネットブック、タブレット、スマートフォン、ワークステーション、ミニコンピュータ、又は任意の他の適したコンピュータ及びディスプレイデバイス等の専用又は汎用デジタルコンピュータの形態をとり得る。通知デバイス６３０は、イメージングデバイス６２０から画像データを受信し、その結果を、ディスプレイ上でリアルタイムに又はほぼリアルタイムに表示する。プラットフォーム６１３は、通知デバイス６３０及びカメラ６２０に電力を提供するための、クラス１ディビジョン環境で使用されることを認証され得る電池又は電池バンク６４０を含み得る。電池バンク６４０は、ベース６１１上に収容され得る、又は、電池バンク６４０は、通知デバイス６３０の下に常駐するようにプラットフォーム６１３に組込まれ得る。こうして、システム６００は、発電機１５の周りで容易に移動され、特定の関心領域をイメージングするために位置決めされ得る自己充足式でかつ電池駆動式のモバイルシステムである。
【００２６】
通知デバイス６３０はまた、可能性のある漏れが検出されたという警告又は通知を表示し得る。オプションのテキストメッセージ７３０又は表示が通知デバイス６３０上に示され得る。例えば、テキスト７３０は、点滅するか又は高コントラストのカラーで表示される可能性がある。高コントラストのカラーは、グレイスケールディスプレイ上の白か、カラーディスプレイ上の赤か、又は識別を容易にする任意の他の適した高コントラストのカラーである可能性がある。可聴信号（例えば、ビープ音又はサイレン）は、通知デバイス６３０に関連するスピーカから出力され得る。境界７４０は、通知デバイスのディスプレイ上で、可能性のある漏れクラウド７２０の周りに描かれる可能性がある。漏れが検出されたことを示すｆａｘがｆａｘ機に送出される可能性がある。漏れ検出を示すテキストメッセージ（又は画像又はビデオ又はアラーム）が、スマートフォン、タブレット、又はコンピュータに送出される可能性がある。漏れが検出されたことを示す信号がまた、リモートの又はローカルのモニタリングサイトに送出される可能性がある。
【００２７】
図７は、漏れ検出中の、赤外イメージングデバイス６２０からのスクリーンショットキャプチャ及び通知デバイス６３０の表示を示す。発電機１５の一部分が示され、Ｈ2キャビネット扉７１０の上部はカメラ６２０の視野内にある。漏れる暗いクラウド７２０が、扉７１０の角から発するのが見られ得る。漏れは地点７２２で始まり、ガスクラウド７２０は（図示するように）左に飛んでいる又は漂流している。この例では、Ｈ2冷却式発電機１５は、運転中であるかつ／又は電力を生成している（又はオンラインである）。ＣＯ2トレーサガス（非腐食性である）は、Ｈ2キャビネット内のどこかの漏れ部から逃げている。ガスクラウド７２２は、裸眼で見えないが、赤外イメージングデバイス６２０及び適切なフィルタ（例えば、３μｍから５μｍ又は４．２μｍから４．５μｍのバンドパス光学フィルタ）によってディスプレイ又は通知デバイス６３０上で見えるようになる。図７の例では、３μｍから５μｍバンドパス光学フィルタが使用された。図７は、静止写真（又はスクリーンキャプチャ）を示すが、暗いガスクラウド７２０が非漏洩発電機内に存在するはずがないため、たとえ静止画像においても、画像内に何かが関係していることが明確である。カメラ６２０及びディスプレイ６３０は、ビデオ画像を表示するために同様に使用されることができ、ビデオディスプレイによって、通知デバイス６３０のディスプレイ上で物理的に移動するガスクラウド７２０が見られ得る。移動性ガスクラウド７２０と静止物（又は非移動性発電機部品）との間の相対的な動きは、漏れが起こっていることまた漏れが始まる場所を人が識別することを非常に容易にする。この例では、Ｈ2キャビネット扉は、開口され、別のスキャンが、正確な漏れの場所を正確に位置付けるため行われ得る。
【００２８】
図８は、本発明の或る態様による、水素冷却式発電機１５内のガス漏れを検出するための方法８００のフローチャートを示す。方法８００は、発電機１５の少なくとも一部分を取囲む視野を有する約３μｍと約５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタを有する冷却式検出器を有する赤外イメージングデバイス６２０を配設するステップ８１０を含む。配設するステップ８１０はまた、赤外イメージングデバイス６２０又は通知デバイス６３０を発電機１５の周りに位置決めするため、赤外イメージングデバイス６２０又は通知デバイス６３０の一方又は両方を含む可動カート６１０を使用することを含み得る。
【００２９】
導入するステップ８２０は、発電機１５にトレーサガスを導入する。発電機はオンラインであり、トレーサガスは約３μｍと約５μｍとの間の吸収スペクトルを有する。導入するステップ８２０はまた、約２ＰＳＩから約１０ＰＳＩだけ発電機内の圧力が低くなるよう、水素の一部を除去すること、及び／又は、発電機内の圧力が約２ＰＳＩから約１０ＰＳＩだけ上昇する（ｒｉｓｅ）まで発電機に二酸化炭素を注入することを含み得る。導入するステップは、発電機の内部の水素純度が約９０％から約９５％になるまで発電機に二酸化炭素を注入すること、又は、発電機に二酸化炭素を注入すること、使用される二酸化炭素の重量をモニターすること、及び、ＣＯ2の所定の重量に達したときに、二酸化炭素の注入を停止することを含み得る。
【００３０】
フィルタリングするステップ８３０は、赤外イメージングデバイス６２０によって受信される放射をトレーサガスの吸収スペクトル内でフィルタリングする。フィルタリングするステップ８３０は、約４．２μｍと約４．５μｍとの間のスペクトル応答を有するフィルタによって放射をフィルタリングすることを含み得る。方法８００または、トレーサガスに対する感度を増加させ、他の大気成分からの干渉を低減するため、検出器及び／又はフィルタを約−８０℃と約−２００℃との間まで冷却することを含み得る。
【００３１】
表示するステップ８４０は、赤外イメージングデバイス６２０からの発電機１５の部分の画像を通知デバイス６３０のディスプレイ上に表示する。ガス漏れは、発電機１５から漏れるトレーサガスのクラウド７２０によってディスプレイ上で示されることになる。表示するステップ８４０はまた、漏れが検出される場合、ディスプレイ上で移動性クラウドを表示することを含み得る。ビデオ信号が、リアルタイムに又はほぼリアルタイムに表示されるビデオ画像を表示するために使用され得る。
【００３２】
図８は、図７の表示するステップ８４０と共に使用するためのオプションのステップのフローチャートを示す。表示するステップ８４０は、１つ又は複数の以前のビデオフレームを目下のビデオフレームと比較する比較するステップ９１０を更に含み得る。識別するステップ９２０は、１つ又は複数の以前のビデオフレームと目下のビデオフレームとの間の所定の差を識別する。割当てるステップ９３０は、前景カラーを、所定の差を有するピクセルに割当て、前景カラーは、ディスプレイ内で他のピクセルに対して大きなコントラストを有する。例えば、画像の主カラースキームがグレイスケール（又は黒及び白）である場合、前景カラーは、赤であるとすることができ、赤は、グレイスケール背景に対して大きなコントラストを提供し、移動性の赤ピクセルを容易に見えるようにするであろう。表示するステップ９４０は、所定の差を有するピクセルを、目下のビデオフレームと重ね合わせて、ディスプレイ上で前景カラーで表示するために使用される。こうして、漏れが起こっているかどうかまた漏れが起こっている場所をユーザ（又は技能者）が識別することが容易になるであろう。
【００３３】
代替的に、表示するステップ８４０は、１つ又は複数の以前のビデオフレームを目下のビデオフレームと比較する比較するステップ及び１つ又は複数の以前のビデオフレームと目下のビデオフレームとの間の所定の差を識別する識別するステップを含み得る。割当てるステップは、前景カラーを、所定の差を有するピクセルを囲む境界に割当て、前景カラーは、ディスプレイ内で他のピクセルに対して大きなコントラストを有する。表示するステップは、ディスプレイ上で前景カラーで、所定の差を有するピクセルの周りに、境界を表示し、境界は、目下のビデオフレームと重ね合わされる。例えば、画像の主カラースキームがグレイスケール（又は黒及び白）である場合、境界カラーは、赤、緑、又は黄であるとすることができ、それは、グレイスケール背景に対して大きなコントラストを提供し、移動する赤、緑、又は黄ピクセルを容易に見えるようにするであろう。任意のカラーが、特定の用途において所望に応じて又は特定のユーザのニーズによって、コントラストを提供するように選択され得る。例えば、色盲の人は、自分の知覚の点から、大きなコントラストを有する特定のカラーを選択し得る。
【００３４】
表示するステップ８４０は、同様に、１つ又は複数のビデオフレームを隣接するビデオフレームと比較する比較するステップ及び１つ又は複数のビデオフレームと隣接するビデオフレームとの間の所定の差を識別する識別するステップを含み得る。割当てるステップは、所定の差を有するピクセルに前景カラーを割当てる、又は、所定の差を有するピクセルを囲む境界に前景カラーを割当てる、の少なくとも一方を行う。前景カラーは、ディスプレイ内で他のピクセルに対して大きなコントラストを有する。表示するステップは、ディスプレイ上で前景カラーで、所定の差を有するピクセルを表示する、又は、目下のビデオフレームと重ね合わされて、所定の差を有するピクセルの周りに、ディスプレイ上で前景カラーで境界を表示する、の少なくとも一方を行う。
【００３５】
本発明の通知デバイス６３０及びフレーム比較器システム１０００は、ソフトウェア（例えば、ファームウェア）、ハードウェア、又はその組合せで実装され得る。目下企図される最良モードでは、フレーム比較器システム１０００は、実行可能プログラムとしてソフトウェアで実装され、パーソナルコンピュータ（ＰＣ；ＩＢＭ互換、Ａｐｐｌｅ互換、Ａｎｄｒｏｉｄ、又はその他）、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、ワークステーション、ミニコンピュータ、又はメインフレームコンピュータ等の専用又は汎用デジタルコンピュータによって実行される。本発明のフレーム比較器システム１０００を実装し得る汎用コンピュータの例は図１０に示される。
【００３６】
一般に、ハードウェアアーキテクチャの点から、図１０に示すように、コンピュータ又はディスプレイ６３０は、ローカルインタフェース１０４０を介して通信可能に結合される、プロセッサ１０１０、メモリ１０２０、並びに１つ又は複数の入力及び／又は出力（Ｉ／Ｏ）デバイス１０３０（又は周辺機器）を含む。ローカルインタフェース１０４０は、例えば限定はしないが、当技術分野で知られているように、１つ又は複数のバス並びに他のワイヤード又はワイヤレス接続であり得る。ローカルインタフェース１０４０は、通信を可能にするため、コントローラ、バッファ（キャッシュ）、ドライバ、リピータ、及び受信機等の、簡単にするため省略される追加の要素を有し得る。更に、ローカルインタフェースは、上記コンポーネントの間で適切な通信を可能にするため、アドレス、制御、及び／又はデータ接続を含み得る。
【００３７】
プロセッサ１０１０は、ソフトウェア、特にメモリ１０２０に記憶されるソフトウェアを実行するためのハードウェアデバイスである。プロセッサ１０１０は、任意のカスタムメイドの又は市販のプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、コンピュータ６３０に関連する幾つかのプロセッサの間の補助プロセッサ、半導体ベースマイクロプロセッサ（マイクロチップ又はチップセットの形態）、マクロプロセッサ、又は一般に、ソフトウェア命令を実行するための任意のデバイスであり得る。適した市販のマイクロプロセッサの例は、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ  ＣｏｍｐａｎｙからのＰＡ−ＲＩＳＣシリーズマイクロプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのｃｏｒｅ２又はｉ７シリーズマイクロプロセッサ、ＩＢＭからのＰｏｗｅｒＰＣマイクロプロセッサ、Ｓｕｎ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．からのＳｐａｒｃマイクロプロセッサ、又はＭｏｔｏｒｏｌａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの６８ｘｘｘシリーズマイクロプロセッサである。
【００３８】
メモリ１０２０は、揮発性メモリ要素（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ））及び不揮発性メモリ要素（例えば、ＲＯＭ、ハードドライブ、テープ、ＣＤＲＯＭ等）のいずれか一方又は組合せを含み得る。更に、メモリ１０２０は、電子の、磁気の、光学の、及び／又は、他のタイプの記憶媒体を組込み得る。メモリ１０２０は、種々のコンポーネントが互いから遠隔に位置するが、プロセッサ１０１０によってアクセスされ得る分散アーキテクチャを有し得ることに留意されたい。
【００３９】
メモリ１０２０内のソフトウェアは、それぞれが、論理機能を実装するための実行可能命令の順序付けされたリストを備える１つ又は複数の別個のプログラムを含み得る。図１の例では、メモリ１０２０内のソフトウェアは、本発明によるフレーム比較器システム１０００及び適したオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）１０５０を含む。適した市販のオペレーティングシステム１０５０の例の非排他的なリストは、（ａ）Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ(登録商標）オペレーティングシステム、（ｂ）Ｎｏｖｅｌｌ，Ｉｎｃ．から入手可能なＮｅｔｗａｒｅオペレーティングシステム、（ｃ）Ａｐｐｌｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＭａｃｉｎｔｏｓｈオペレーティングシステム、（ｄ）Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｓｕｎ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．、及びＡＴ＆Ｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ等の多くのベンダーから購入に可能であるＵＮＩＸ(登録商標）オペレーティングシステム、（ｅ）インターネット上で容易に入手可能であるフリーウェアであるＬＩＮＵＸ(登録商標）オペレーティングシステム、（ｆ）ＷｉｎｄＲｉｖｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．からのランタイムＶｘｗｏｒｋｓオペレーティングシステム、又は（ｇ）手持ち式コンピュータ又は携帯情報端末（ＰＤＡ）（例えば、Ｐａｌｍ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰａｌｍＯＳ及びＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ(登録商標）ＣＥ）に実装されるようなアプリケーションベースオペレーティングシステムである。オペレーティングシステム１０５０は、本質的にフレーム比較器システム１０００等の他のコンピュータプログラムの実行を制御し、スケジューリング、入力−出力制御、ファイル及びデータ管理、メモリ管理、並びに通信制御及び関連するサービスを提供する。加えて、マザーボード（図示せず）上の存在するグラフィック処理ユニット（図示せず）は、フレーム比較器システム１０００を実装するために同様に使用され得る。
【００４０】
フレーム比較器システム１０００は、ソースプログラム、実行可能プログラム（オブジェクトコード）、スクリプト、又は、実行される命令のセットを含む任意の他のエンティティである。ソースプログラムの場合、プログラムは、Ｏ／Ｓ１０５０と連携して適切に動作するため、メモリ１０２０内に含まれる場合があるか又は場合がないコンパイラ、アセンブラ、インタプリタ等によって翻訳される必要がある。更に、フレーム比較器システム１０００は、（ａ）データのクラス及びメソッドを有するオブジェクト指向プログラミング言語又は（ｂ）ルーチン、サブルーチン、及び／又は関数、例えば、限定はしないが、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ、Ｂａｓｉｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｃｏｂｏｌ、Ｐｅｒｌ、Ｊａｖａ(登録商標）、及びＡｄａを有する手続型プログラミング言語として書かれ得る。
【００４１】
Ｉ／Ｏデバイス１０３０は、入力デバイス、例えば限定はしないが、キーボード、マウス、スキャナ、マイクロフォン、カメラ、赤外イメージングカメラ、又はカメラ等を含み得る。更に、Ｉ／Ｏデバイス１０３０は、出力デバイス、例えば限定はしないが、プリンタ、ディスプレイ等を同様に含み得る。最後に、Ｉ／Ｏデバイス１０３０は、入力と出力の両方を伝達するデバイス、例えば限定はしないが、変調器／復調器（モデム；別のデバイス、システム、又はネットワークにアクセスするためのもの）、無線周波数（ＲＦ）、ＷＩ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標）又は他の送受信機、電話インタフェース、ブリッジ、ルータ等を更に含み得る。
【００４２】
コンピュータ６３０がＰＣ、ワークステーション、又は同様なものである場合、メモリ１０２０内のソフトウェアは、基本入力出力システム（ＢＩＯＳ）（簡単にするため省略される）を更に含み得る。ＢＩＯＳは、起動時にハードウェアを初期化し試験し、Ｏ／Ｓ１０５０を起動し、ハードウェアデバイスの間でデータの転送をサポートする本質的なソフトウェアルーチンのセットである。ＢＩＯＳは、コンピュータ６３０がアクティブ化されるときにＢＩＯＳが実行され得るようにＲＯＭに記憶される。
【００４３】
コンピュータ６３０が動作中であるとき、プロセッサ１０１０は、メモリ１０２０内に記憶されたソフトウェアを実行し、メモリ１０２０へ／からデータを伝達し、ソフトウェアに従ってコンピュータ６３０の動作を全体的に制御するように構成される。フレーム比較器システム１０００及びＯ／Ｓ１０５０は、全体的に又は部分的に、しかし通常は後者で、プロセッサ１０１０によって読取られ、おそらくはプロセッサ１０１０内にバッファリングされ、その後、実行される。
【００４４】
フレーム比較器システム１０００が、図１０に示すようにソフトウェアで実装されるとき、任意のコンピュータ関連システム又は方法によって又はそれと連携して使用するため、フレーム比較器システム１０００が任意のコンピュータ可読媒体上に記憶され得ることが留意されるべきである。本文書の文脈では、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ関連システム又は方法によって又はそれと連携して使用するためコンピュータプログラムを含むか又は記憶し得る、電子の、磁気の、光学の、又は他の物理的デバイス又は手段である。フレーム比較器システム１０００は、命令実行システム、装置、又はデバイスから命令をフェッチし、その命令を実行し得るコンピュータベースシステム、プロセッサを含むシステム他のシステム等の命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれと連携して使用するため、任意のコンピュータ可読媒体において具現化され得る。本文書の文脈では、「コンピュータ可読媒体（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）」は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれと連携して使用するため、プログラムを、記憶し得るか、伝達し得るか、伝搬させ得るか、又は搬送し得る任意の手段であり得る。コンピュータ可読媒体は、例えば限定はしないが、電子、磁気、光、電磁、赤外、又は半導体のシステム、装置、デバイス、或は伝搬媒体であり得る。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非排他的なリスト）は、以下のものを含むことになる。より具体的な例とは、１つ又は複数のワイヤを有する電気接続（電子）、可搬型コンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（電子）、読出し専用メモリ（電子）、消去可能でプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリ）（電子）、光ファイバ（光）、及び可搬型コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）（光）である。コンピュータ可読媒体が、更に、プログラムがその上に印刷される用紙又は別の適した媒体である可能性があることに留意されたい。その理由は、プログラムが、例えば用紙又は他の媒体の光学スキャニングによって電子的に取り込まれ、その後、コンパイルされるか、インタプリトされるか、又はそうでなければ、必要である場合、適した方法で処理され、その後、コンピュータメモリに記憶され得るからである。
【００４５】
代替の実施形態では、フレーム比較器システム１０００がハードウェアで実装される場合、フレーム比較器システム１０００は、それぞれが当技術分野でよく知られている以下の技術の任意の技術又はその組合せによって実装され得る。以下の技術とは、グラフィクス処理ユニット、ビデオカード、データ信号に対して論理機能を実装するための論理ゲートを有するディスクリート論理回路（複数可）、適切な組合せ論理ゲートを有する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等である。
【００４６】
図１１は、自動トレーサガス注入制御システム１１００の略図を示す。制御システム１１００は、発電機１１１５に関連する多岐管エリア内に搭載され、制御室内でモニターされ得る。自動注入制御システム１１００によって使用されるアルゴリズムは、発電機１１１５内のＨ2純度とガス圧の両方をモニターする。Ｈ2供給弁１１０２が最初にターンオフされ、Ｈ2供給部１１１２から供給される水素が止められる。掃気パイプ（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ  ｐｉｐｅ）を通るＨ2ベント流は、Ｈ2ベント弁１１０４を介して、トレーサガスの導入に整合するようオン／オフされるように制御される。ＣＯ2注入弁１１０６は、ＣＯ2供給源１１１６からのＣＯ2供給を制御する。ＣＯ2注入弁１１０６は、Ｈ2純度計１１２０をモニターすることによって、Ｈ2純度の徐々の減少に基づいて調整され得る。発電機１１１５内の圧力は、わずかに変動し得る（例えば、３％以内、好ましくは２％以内、より好ましくは＜１％以内の変動）。トレーサガスの導入は、ケーシング内の総Ｈ2純度が、常に９０％を超えるように、容積が１％と１０％との間になるよう制御される。ＣＯ2が非空気ガス媒体として作用し得ることを知ると、発電機１１１５内のこの３元ガス混合物内の９０％Ｈ2純度は、実際には「不正確（ｉｎａｃｃｕｒａｔｅ）」である場合がある。その理由は、実際のＨ2純度が、ＣＯ2の導入前のその元々のＨ2純度に近いからである。トレーサガス導入の自動制御は、導入が約３０分から約９０分で達成され得るような大型発電機について好ましい場合がある。
【００４７】
トレーサガスの手動導入は、発電機が比較的小型（例えば、＜１００ＭＷ）であり、ケーシング容積が１，０００立方フィート未満であり、ガス容積が３，０００立方フィート未満であるときに実装され得る。これは、導入前にケーシング圧を約５％下げるか又はトレーサガスの必要とされる容積を計算した後にスケール上でトレーサガスボトルの消費量を計ることによって達成され得る。注入するステップは、Ｈ2掃気パイプ１１３０を通るガス圧、Ｈ2純度、及び流量のフィードバックに基づいて非腐食性トレーサガスの注入流量を制御することを含み得る。自動トレーサガス制御システム１１００は、発電機１１１５の内部のガス圧を実質的に安定に保ちながら、Ｈ2純度の徐々の減少を目指し、ガス圧搖動は、ガス圧の元の値の約５％以内である。トレーサガスを導入するステップはまた、発電機１１１５に二酸化炭素を注入することを含む場合があり、発電機は、ターニングギア上にあるか又はオンラインである間、アルゴン又は窒素の冷却用ガス媒体を有する。
【００４８】
ターニングギアは、蒸気が存在しない（蒸気タービンの場合）か又は燃焼ガス流が存在しない（ガスタービンの場合）ときに係合されて、不均等な膨張を防止する均等な加熱を確保するためタービンをゆっくり回転させ得る。発電機は、通常、ガス又は蒸気タービンの出力に機械的に接続される。最初にターニングギアによってタービンを回転させ、ロータが直線的平面（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｐｌａｎｅ）をとる（屈曲無し）ための時間を可能にした後、ターニングギアを係脱させることができ、蒸気がタービンに入れられる、又は、ガス燃焼流れがガスタービン内で始まる。用語「ターニングギア上（ｏｎ  ｔｕｒｎｉｎｇ  ｇｅａｒｓ）」、「オンライン（ｏｎ−ｌｉｎｅ）」、又は「オングリッド（ｏｎ−ｇｒｉｄ）」は、発電機が何らかの運転状態にあることになるため、発電機の観点から等価であると見なされ得る。
【００４９】
Ｈ2純度計１１２０は、通常、空気及び水素の２元ガス媒体の熱伝導率に基づいて較正される。トレーサガスの導入は、発電機ケーシング内での実際のＨ2純度よりわずかに高い純度計の読みをもたらし得る。ケーシング内での９８％の始動時Ｈ2純度で、オングリッド発電機に５％容積のＣＯ2を注入する場合、実際のＨ2純度は、Ｈ2純度計が９３％を示す（ｒｅａｄ）場合、ケーシング内で９２．８％であるとすることができる、又は、実際のＨ2純度は、Ｈ2純度計が９３．２％を示す場合、ケーシング内で９３％であるとすることができる。
【００５０】
ステータ巻線、ステータコア、及びロータ内でのシミュレートされた温度増加は、約５％容積のＣＯ2を導入することによって、約６００ＭＷ出力までのほとんど全ての発電機について、十分、指定された設計限界以内にあるとすることができる。風損（ｗｉｎｄａｇｅ  ｌｏｓｓ）が増加する可能性があるが、ファンの圧力差増加が、小さ過ぎて、合金鋼材料で通常作られるファン先端に対してどんな偏向も作らない可能性がある。総ＫＷ損は、ＣＯ2導入の前のレベルから、５％容積のＣＯ2を導入時に５％より小さい値だけ増加する可能性がある。したがって、定格負荷日（ｒａｔｅｄ  ｄａｙｓ）及び暑い日におけるオングリッド（又はオンライン）発電機の負荷軽減（ｄｅ−ｒａｔｉｎｇ）は必要とされない可能性がある。
【００５１】
ＣＯ2等のトレーサガスはまた、窒素及び／又はアルゴン等の非水素ガス媒体内に、オンラインであるか、オングリッドであるか、又はターニングギア上にある発電機内にそれらの非水素ガス媒体のいずれかが存在するときに導入され得る。ＣＯ2純度計がこの用途のために使用され得る。水素冷却式発電機を使用する例が述べられた。しかし、任意の適した機械が、本発明のシステム及び方法と共に使用され得る。機械は、発電機、加圧式発電機、水素冷却式発電機、空冷式発電機、タービン、蒸気タービン、ガスタービン、モータ、又は圧縮機であるとすることができる。
【００５２】
本発明のシステム及び方法は、オンラインであるか、オングリッドであるか、又はターニングギア上にある発電機内での漏れが、現在検出される可能性があるため、予想されなかった実質的に改善された結果を立証する。以前は、発電機は、オフラインにされなければならず、時間がかかりかつ費用がかかるプロセスが漏れ検出のために必要とされた、かつ／又は、水素漏れが実質的には裸眼で見えなかった。実質的に改善された結果は、オンラインの又は運転中の発電機をスキャンすることによって、また、発電機から発する、漏れるガスクラウドを検出するように構成される赤外イメージングデバイスを使用することによって得られる。
【００５３】
用語の定義が、その用語の一般的に使用される意味から逸脱する場合、本出願人は、具体的に指示されない限り、以下で提供される定義を利用することを意図する。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を記述するためだけのものであり、本発明を制限するものであることを意図されない。例えば、上述の実施形態（及び／又はその態様）は、互いに組合せて使用され得る。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるため多くの修正が行われ得る。例えば、或る方法で挙げられるステップの順序は、明示的に述べられるか又は暗黙的に必要とされない限り、特定の順序で実行される必要はない（例えば、１つのステップは、結果又は前のステップの産物が利用可能であることを必要とする）。用語の定義が、その用語の一般的に使用される意味から逸脱する場合、本出願人は、具体的に指示されない限り、本明細書で提供される定義を利用することを意図する。単数形「ある（ａ）」、「ある（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に指示しない限り、複数形も含むことを意図される。用語、第１、第２等が、種々の要素を記述するために使用され得るが、これらの用語は、これらの用語によって制限されるべきでないことが理解されるであろう。これらの要素は、１つの要素と別の要素とを区別するために使用されるだけである。用語「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連する挙げられたアイテムの１つ又は複数のアイテムの、任意のまた全ての組合せを含む。フレーズ「に結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」及び「と結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｗｉｔｈ）」は、直接的又は間接的な結合を企図される。
【００５４】
この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実行することを含む、本発明を当業者が実践することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含み得る。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、又は、等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
【符号の説明】
【００５５】
１０  システム
１５  発電機
２０  赤外イメージングデバイス
２４  冷却式検出器
２９  トレーサガス
３０  トレーサガスの供給源
３１  導管
３５  制御弁
３９  外側レンズ
４０  視野
４５  漏れ地点
５０  漏れガスクラウド
５５  漏れ
６０  漏れガスクラウド
６００  システム
６１０  カート
６１１  ベース
６１２  ホイール
６１３  作業用プラットフォーム
６１５  ヒンジ連結式アーム
６１７  支持アーム
６２０  赤外イメージングデバイス
６３０  通知デバイス
６４０  電池バンク
７１０  キャビネット扉
７２０  漏れクラウド
７２２  漏れ
７３０  テキストメッセージ
７４０  境界
８００  方法
８１０  配設するステップ
８２０  導入するステップ
８３０  フィルタリングするステップ
８４０  表示するステップ
９１０  比較するステップ
９２０  識別するステップ
９３０  割当てるステップ
９４０  表示するステップ
１０００  フレーム比較器システム
１０１０  プロセッサ
１０２０  メモリ
１０３０  Ｉ／Ｏデバイス
１０４０  ローカルインタフェース
１０５０  Ｏ／Ｓ
１１００  制御システム
１１０２  弁
１１０４  弁
１１０６  弁
１１１２  供給部
１１１５  発電機
１１１６  供給源
１１２０  純度計
１１３０  パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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