[發(fā)明專利]可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀及其焦平面調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310291027.6
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103398945A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王書潛;郭東歌;張小水;李志剛;陳海永;賈林濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南漢威電子股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 黃軍委

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光氣體測量裝置，具體的說，涉及了一種可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀及其焦平面調(diào)整方法。

背景技術(shù)

激光氣體遙測儀在天然氣站和燃?xì)夤芫W(wǎng)等需要檢測燃?xì)庑孤兜牡胤接兄鴱V泛的應(yīng)用需求，常見的激光遙測儀均采用收發(fā)一體的光學(xué)結(jié)構(gòu)，遙測儀的激光光源發(fā)出激光束照射在測量目標(biāo)后面的背景反射物上，經(jīng)折射或反射后，遙測儀接收反射光并匯聚到光電探測器上，對接收的光信號進行分析就得到測量目標(biāo)的氣體信息，現(xiàn)有的激光氣體遙測儀從結(jié)構(gòu)大致分為透射式和反射式，主要包括背景反射物、濾波片、聚光鏡、光電探測器和控制處理系統(tǒng)，光電探測器以及濾波片設(shè)置于光線匯聚焦點所在的光軸上，所述聚光鏡一般為菲涅爾透鏡、凹面反射鏡或凸透鏡。在遠(yuǎn)距離測量時，反射光以平行光的方式入射到聚光鏡上，經(jīng)聚光鏡匯聚于其焦點處。但在近距離測量時，反射光以發(fā)散形式入射到聚光鏡上，之后匯聚于其焦點后的一點。如果將光電探測器固定于聚光鏡的焦點處，遠(yuǎn)距離測量時，該光電探測器的光接受面可以接受到最大的光功率，保證遙測儀正常工作，而當(dāng)近距離測量時，該光電探測器的光接收面上只能收到較少部分的光線，使得激光氣體遙測儀的探測靈敏度下降，有時甚至無法進行測量。同理，如果將光電探測器固定在聚光鏡焦點后的一點，那么在近距離測量時，該光電探測器的光接受面可以接受到最大的光功率，保證遙測儀正常工作，而當(dāng)遠(yuǎn)距離測量時，該光電探測器的光接受面只能接收到較少部分的光線，使得激光氣體遙測儀的探測靈敏度下降，有時甚至無法進行測量?，F(xiàn)有技術(shù)一般將光電探測器位置固定于聚光鏡的焦點處。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀及其焦平面調(diào)整方法，?從而解決現(xiàn)有的激光氣體遙測儀將探測器位置固定，無法同時滿足遠(yuǎn)、近距離的高靈敏測量的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀，包括微處理器單元、電連接所述微處理器單元的信號接收與處理單元、電連接所述信號接收與處理單元的光電探測器、與所述光電探測器配套使用的濾光片、電連接所述微處理器單元的激光光源調(diào)制與發(fā)射單元、電連接所述激光光源調(diào)制與發(fā)射單元的準(zhǔn)直器、聚光鏡以及焦平面調(diào)整機構(gòu)，所述焦平面調(diào)整機構(gòu)包括底座、安裝于所述底座上的步進電機、安裝在所述步進電機輸出轉(zhuǎn)軸上的絲杠和安裝架，所述安裝架上設(shè)置有絲杠絲孔，所述絲杠設(shè)置在所述絲杠絲孔內(nèi)，所述光電探測器和所述濾波片安裝在所述安裝架上，所述微處理器單元電連接所述步進電機的啟停控制單元。

基上所述，所述安裝架包括導(dǎo)軌、設(shè)置在所述導(dǎo)軌一端的調(diào)節(jié)板和設(shè)置在所述導(dǎo)軌另一端的固定板，所述絲杠絲孔設(shè)置在所述調(diào)節(jié)板上，所述光電探測器和所述濾波片安裝在所述固定板上，所述底座上設(shè)置有導(dǎo)軌導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)軌穿設(shè)在所述導(dǎo)軌導(dǎo)向孔內(nèi)。

基上所述，所述安裝架包括導(dǎo)軌、設(shè)置在所述導(dǎo)軌一端的調(diào)節(jié)板和設(shè)置在所述導(dǎo)軌另一端的固定板，所述絲杠絲孔設(shè)置在所述調(diào)節(jié)板上，所述光電探測器和所述濾波片安裝在所述固定板上，所述底座上固定有滑塊，所述滑塊上設(shè)置有導(dǎo)軌導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)軌穿設(shè)在所述導(dǎo)軌導(dǎo)向孔內(nèi)。

基上所述，所述安裝架上固定有多頭螺母，所述多頭螺母的螺孔即為所述絲杠絲孔。

一種可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀的焦平面調(diào)整方法，該焦平面調(diào)整方法包括以下步驟：

步驟1、確定當(dāng)前探測距離下的標(biāo)定點：啟動可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀，微處理器單元通過信號接收與處理單元、光電探測器實時獲取透光率；

微處理器單元控制電機帶動光電探測器在可調(diào)范圍內(nèi)運動，將實時獲取的透光率進行判斷并得到最大透光率，確定最大透光率所對應(yīng)的光電探測器位置為標(biāo)定點，并將光電探測器穩(wěn)定在該標(biāo)定點；

所述可調(diào)范圍是指沿絲杠軸向上可供光電探測器行走的最大長度范圍；

步驟2、調(diào)整焦平面：根據(jù)可調(diào)節(jié)激光氣體遙測儀實時獲取的透光率，將n個連續(xù)獲取的透光率求和后平均，得到平均透光率Mi，然后，求差值a，即a=M(i+1)-Mi；

當(dāng)a大于預(yù)設(shè)的透光率最大差值a1時，微處理器單元控制電機帶動光電探測器在可調(diào)范圍內(nèi)運動，將實時獲取的透光率進行判斷并得到最大透光率，確定最大透光率所對應(yīng)的光電探測器位置為最佳位置點；

當(dāng)a小于預(yù)設(shè)的透光率最大差值a1并大于預(yù)設(shè)的透光率最小差值a2時，微處理器單元控制電機帶動光電探測器在微調(diào)范圍內(nèi)運動，將實時獲取的透光率進行判斷并得到最大透光率，確定最大透光率所對應(yīng)的光電探測器位置為最佳位置點；