[發明專利]氣體檢測器

有效

• 申請號: 201180053399.4
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN103189736A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: C·茹阿尼克-迪比;Y·德科斯泰
• 申請（專利權）人: IEE國際電子工程股份公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/39
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術領域

本發明大體上涉及氣體泄漏的遠程檢測領域。特別地，本發明涉及氣體檢測器，例如用于在工業環境中使用。

背景技術

數年前，可攜式遠程氣體檢測器已被開發出，用于通過手動使激光束掃描經過目標區域而從一定距離檢查氣體泄漏的存在。這種目標區域典型地是氣體管道或氣體管道網絡的附近區域。例如以LaserMethane為商標的可攜式遠程甲烷檢測器是可用的。這種裝置發射激光束并接收來自目標區域的后向散射的那一部分，以測量在檢測器與目標之間的甲烷的濃度光程積。如TakayaIseki所著論文“LaserMethane^TM-可攜式遠程甲烷檢測器”中闡釋的，采用的技術是可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS），更具體是波長調制光譜（WMS）的二次諧波檢測。有興趣的讀者可以參看該篇論文以及其中引用的參考文獻以獲知這一技術的細節。已知的人可攜式氣體檢測裝置配備有可見紅色激光指示器以示出當前瞄準的點。當在檢查的方向上檢測到氣體的存在時，即如果濃度光程積超出預定的閾值，那么遠程氣體檢測裝置發出警報信號以警告其使用者。

已知的遠程氣體檢測裝置的缺點是，存在操作員遺漏泄漏的一些風險，這是因為目標區域的不完美的人工掃描。的確，即使專注的使用者也可能不慎忘記指向一些區域。因此，使用手持式氣體檢測裝置的泄漏檢測活動的可靠性在很大程度上取決于人工掃描的完整性。

已知手持式氣體檢測裝置的另一缺點是，大面積的人工掃描可耗費長時間。

技術問題

本發明的目的是提出一種允許更可靠的氣體檢測并具有縮短掃描目標區域所需時間的潛能的用于遠程檢測的氣體檢測器。此目的通過如權利要求1中要求保護的氣體檢測器實現。本發明的優選實施方式限定在從屬權利要求中。

發明概要

根據本發明，用于遠程檢測目標區域中的氣體（例如甲烷、CO₂、CO、N₂O、乙醇等）的氣體檢測器包括用于將波長調制的光束發射到目標區域中的光源（例如激光器，優選可調諧半導體激光器）和用于感測從目標區域返回的光的光傳感器，例如光電二極管、光電檢測器、光子牽引檢測器（例如可從Hamamatsu獲得）。光束賦有氣體的吸收波長附近的波長調制。控制器（其例如是微控制器、專用集成電路、現場可編程門陣列或之類）操作性連接至光傳感器，以便基于光傳感器感測到的返回光來檢測氣體在目標區域中在波長調制光束路徑中的存在。氣體檢測器包括指示器（例如用于提供可見、可聽或振動警報），其操作性連接至控制器以便指示氣體的存在。氣體檢測器包括掃描裝置，其關于光源構造并布置成用于掃描由光源發射的穿過目標區域的波長調制光束，并且關于光傳感器以這樣的方式構造和布置，使得光檢測器經由掃描裝置接收從目標區域返回的光。指示器構造成與掃描裝置協作以便指示氣體在目標區域中的位置。

技術人員將理解，根據本發明的氣體檢測器構造成用于自動掃描目標區域。掃描圖案（例如Lissajous曲線）優選足夠密以便不在目標區域中留下空白點（即沒有被光束掃過的點）。掃描圖案的密度優選適應于光束的發散度，以便實現整個目標區域的高效掃描。較之于目標區域的人工掃描，自動掃描具有可重復性、更高的可靠性并且典型地還具有更高的掃描速度的優點。此外，技術人員將理解，根據本發明的氣體檢測器可以實施為人可攜式（例如手持式）裝置。盡管如此，所述氣體檢測器還可以設有支撐件（例如三腳架）。因此，本發明的一有趣的優點是，當所述氣體檢測器被安裝在策劃的位置之后，其可以被用于自主監控目標區域。對于這種監測應用而言，氣體檢測器優選地包括通信裝置（例如網絡接口控制器，藍牙裝置、USB接口等）來連接至監測中心。

優選地，掃描裝置包括掃描鏡，其在運行中將波長調制光束掃過目標區域并將從目標區域返回的光反射至光傳感器。這種掃描鏡可以例如包括雙軸線諧振型微機械鏡或兩個關于彼此布置的單軸線諧振型微機械鏡，以便允許實現目標區域的二維掃描。在掃描裝置包括兩個單軸線諧振型微機械鏡的情況下，一個或多個中間鏡可以布置在微機械鏡之間的光學路徑上。