[發明專利]基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統

在審

• 申請號: 201410140959.5
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103956022A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 孔劍
• 申請（專利權）人: 蘇州鐳創光電技術有限公司
• 主分類號: G08B17/12
• 分類號: G08B17/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;夏恒霞

1.基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，包括：

作為探測器件的中紅外激光雷達，能夠360度旋轉且俯仰角度能夠調節，所述中紅外激光雷達包括一中紅外激光器；

信號處理及無線發射模塊，接受中紅外激光雷達探測到的信號，并經過運算處理以判斷是否有火災，采用無線微波傳輸方式，傳輸頻率選自L波段、S波段或Ku波段；

包括一攝像機的監控系統，接受信號處理及無線發射模塊的信息及拍攝指令進行拍攝，并將拍攝數據傳送到信號處理及無線發射模塊；

監控調度中心，根據信號處理及無線發射模塊發回的信號，安排車輛和人員調度。

2.根據權利要求1所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述中紅外激光雷達安裝于一基站鐵塔上，探測范圍為以中紅外激光雷達所在位置為圓心的半徑6km的區域。

3.根據權利要求2所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述基站鐵塔的頂部安裝一避雷針，接地電阻不大于4歐姆以保護系統內所有設備。

4.根據權利要求1所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，還包括：一通過無線接收信號的中繼器，將接收到的信號放大后轉發，以保證信號傳輸質量和傳輸距離；采用太陽能供電系統進行供電且保證能夠給每個監控點的前段所有設備提供至少24小時的電力。

5.根據權利要求1所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述中紅外激光器的技術指標如下：平均功率≥3?W@30?kHz；重復頻率1?kHz-100?kHz?；脈沖寬度≤20?ns@30?kHz；光束質量M²≤1.5；激光器的功率不穩定度≤3%；連續工作時間≥10小時；累積壽命≥5000小時。

6.根據權利要求1所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述中紅外激光器能夠發出三個波長的中紅外激光，這些波長的中紅外激光能夠分別被火災預燃階段釋放出的無機類和有機類分子氣體及其他微小顆粒物強烈吸收，以實現對火災煙霧中多種氣體和顆粒進行探測；所述無機類分子氣體包括：CO，CO₂，NO_x，HCI，HBv，H₂S，HN₃，HCN，P₂O₅，HF，SO₂，有機類分子氣體包括：光氣、醛類氣體、氰化氫。

7.根據權利要求6所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述三個波長為：3.8μm、3.3μm、3.1μm。

8.根據權利要求6所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述中紅外激光器的晶體在軸向的晶體結構通過人工加工后被改變，會產生周期性的變化，從而使基頻激光可以轉化為不同波長的中紅外激光，以實現同時同軸輸出多個波長。

9.根據權利要求6所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述中紅外激光器內部安裝有激光光斑探測器和自控裝置，所述激光光斑探測器探測光斑表面形狀，并利用自控裝置精確調節系統耦合光斑，達到修正熱形變的目的。

10.根據權利要求6所述的基于中紅外激光器的森林火災早期預警系統，其特征在于，所述中紅外激光器內部采用了強熱透鏡諧振腔設計技術，將所有包括的光學器件的熱透鏡效應以及由強光引起的微小形變作為變量引入到系統之中，并在此基礎上找出激光器最佳的配置參數；所述中紅外激光器內部采用了高功率二極管激光列陣的波長自適應技術，主動探測泵浦光在晶體內部的吸收，從而通過調節激光二極管陣列的工作溫度而使整個半導體工作系統工作在最佳狀態。