[發明專利]基于多次反射光路的天然氣管道泄漏車載檢測設備

在審

• 申請號: 201410541852.1
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104315348A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 閻杰;周宇;高美麗
• 申請（專利權）人: 安徽皖儀科技股份有限公司
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及天然氣泄漏檢測設備領域，具體是一種基于多次反射光路的天然氣管道泄漏車載檢測設備。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，能源的需求也在快速增加，橫貫東西縱穿南北的輸氣干線已經全面實施，天然氣在我國能源結構中所占的比例正逐漸加大。城市天然氣系統是現代化城市的“生命線”和城市建設的重要基礎設施，天然氣供應管道化更是城市現代化的主要標志之一。天然氣是一種無毒無色無味的氣體，其主要成分是甲烷（約95％以上），同時含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烴。天然氣的爆炸極限為5％～15％，屬甲類化學危險品，稍有泄漏，很容易與空氣混合形成爆炸性混合氣體，遇到火源就可能發生火災爆炸事故。但是在天然氣的傳輸過程中，天然氣管道漏失現象嚴重，漏失的天然氣量一般要占輸氣總量的10％左右，不僅造成了極大的經濟損失，而且在近幾年還引發了多次嚴重的爆炸事故，嚴重威脅著人民群眾的生命安全，因此必須對天然氣管道進行及時檢測以便發現天然氣管道的泄漏。天然氣管線泄漏檢測是一項艱苦的過程，近年來因城市管道網絡泄漏造成的事故時有發生，現有探測技術難以滿足日益增長的天然氣工業發展的需求，車載式天然氣管道泄漏探測技術能夠以40km/h的速度沿城市道路對天然氣管道進行泄漏檢測，對提高管道泄漏檢測效率、減少事故發生具有重大的社會意義。

大氣中甲烷氣體的含量在1至2ppm，也就是說當檢測到大氣中甲烷含量達到4ppm時就可能是出現了天然氣的泄漏，這就要求甲烷檢測設備的靈敏度達到ppm量級。目前天然氣管道泄漏的檢測方法有很多種，如火焰電離探測，超聲測試、電化學傳感器、非色散紅外吸收等方法，這些方法中只有火焰電離探測、非色散紅外吸收能用于車載天然氣探測。但是火焰電離探測需要使用氫氣作為待測氣體載氣，使用很不方便，并且氫氣也是一種易燃易爆的氣體，攜帶大量氫氣也會帶來一定的危險性，同時火焰電離探測的檢測速度比較滿，車載效率不高。非色散紅外吸收探測氣體濃度時，易受水氣、灰塵等現場條件的影響，造成誤判。

???????可調諧二極管激光吸收光譜（tunable?diode?laser?absorption?spectroscopy，TDLAS）技術是近年來快速發展的一種痕量氣體檢測技術，TDLAS系統利用激光二極管有很高的光譜分辨率和可調諧性，可以對特定分子在特定光譜范圍內的一條振轉線的光譜吸收進行測量，從而能夠把待測分子與背景的干擾區分開來，完全能夠消除氣體氣體對待測氣體濃度的干擾，同時利用半導體激光器快速響應的性質，結合諧波調制技術，可使TDLAS技術能夠測量痕量氣體的濃度。因此，基于TDLAS技術的車載氣體檢測技術在天然氣管道泄漏檢測領域有著廣泛的應用前景。

發明內容????本發明的目的是提供一種基于多次反射光路的天然氣管道泄漏車載檢測設備，以解決現有技術存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

基于多次反射光路的天然氣管道泄漏車載檢測設備，其特征在于：包括有多次反射池和TDLAS系統，所述多次反射池和TDLAS系統共同制作成汽車保險杠的形式并取代汽車保險桿安裝在汽車前部，其中多次反射池設置在中間位置，TDLAS系統設置在一端，TDLAS系統提供激光，激光進入多次反射池中與待測氣體作用后返回至TDLAS系統，由TDLAS系統根據返回信號處理獲得甲烷氣體濃度。

所述的基于多次反射光路的天然氣管道泄漏車載檢測設備，其特征在于：?所述多次反射池基于White?cell反射池原理，或者是Herriott?cell反射池原理，或者是Cavity?ring-down?cell反射池原理設計，多次反射池包括一對分別由支架支撐并對稱設置的反射鏡片，由兩反射鏡片構成氣體開放式結構。

所述的基于多次反射光路的天然氣管道泄漏車載檢測設備，其特征在于：?所述TDLAS系統包括工作波長為1.653um的半導體DFB激光器、準直透鏡、聚焦透鏡、光電探測器、前置放大電路、鎖相放大器、A/D轉換電路；