[發(fā)明專(zhuān)利]一種氣體泄漏的檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510903121.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105548041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳莉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王仲英
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體檢測(cè)，尤其涉及氣體泄漏的檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

有毒氣體泄漏是非常危險(xiǎn)的，發(fā)生泄漏時(shí)，只有找準(zhǔn)泄漏點(diǎn)，才能實(shí)施有效 的修復(fù)，如封堵泄漏孔洞。傳統(tǒng)的檢漏方式為：用檢漏液涂敷在可疑泄漏位置通 過(guò)是否有氣泡來(lái)判斷泄漏點(diǎn)。目前，基于氣體紅外吸收原理的氣體泄漏檢測(cè)儀的 使用較為普遍。隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展，氣體泄漏紅外成像檢測(cè)技術(shù)以其高效 率、遠(yuǎn)距離、大范圍、動(dòng)態(tài)直觀等顯著優(yōu)勢(shì)，逐漸成為氣體泄漏檢測(cè)領(lǐng)域所關(guān)注 的技術(shù)。氣體泄漏紅外成像檢測(cè)技術(shù)有幾種類(lèi)型：

第一種，采用(主動(dòng)式或被動(dòng)式)寬波段光源，光源光譜覆蓋被測(cè)氣體的紅 外吸收波段，在焦面陣探測(cè)器上接收紅外光束，通過(guò)對(duì)比紅外輻射強(qiáng)度的大小， 確定是否在光路上存在被測(cè)氣體吸收，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理重構(gòu)出氣體的泄漏圖像。 這種寬波段氣體泄漏紅外成像檢測(cè)技術(shù)的干擾大，容易受其他氣體紅外吸收的干 擾，景物熱輻射的影響，造成氣體泄漏檢測(cè)誤報(bào)警。

第二種，采用單色激光光源，激光波長(zhǎng)位于被測(cè)氣體的紅外吸收峰的中心波 長(zhǎng)，光束照射到待檢測(cè)的區(qū)域，光束被散射或者反射回光學(xué)收集系統(tǒng)，光能量被 紅外成像探測(cè)器接收并成像。在有被測(cè)泄漏氣體出現(xiàn)在攝像區(qū)域，返回激光檢測(cè) 系統(tǒng)的激光強(qiáng)度由于經(jīng)過(guò)氣團(tuán)的吸收而減弱，泄漏氣團(tuán)出現(xiàn)區(qū)域的視頻圖像產(chǎn)生 對(duì)比變化。

第三種，氣體泄漏成像檢測(cè)儀器發(fā)射出兩個(gè)波長(zhǎng)的激光束，其中一束激光波 長(zhǎng)位于被測(cè)氣體吸收峰的中心波長(zhǎng)，另一束激光波長(zhǎng)位于沒(méi)有被測(cè)氣體吸收的波 長(zhǎng)處。利用這兩束激光束穿過(guò)泄漏區(qū)域后的光強(qiáng)差值來(lái)探測(cè)泄漏氣體，并在紅外 成像探測(cè)器上成像。

第二、三種氣體泄漏成像檢測(cè)儀采用了單色激光光源，成像時(shí)不受干擾，但 是由于探測(cè)下限濃度高，微小的泄漏或者是被測(cè)氣體濃度比較低的管道泄漏很難 被檢測(cè)到，即使檢測(cè)到泄漏圖像，由于對(duì)比度很小，很難定位出泄漏點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種檢測(cè)準(zhǔn)確、多功能的氣 體泄漏的檢測(cè)裝置。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種氣體泄漏的檢測(cè)裝置，所述氣體泄漏的檢測(cè)裝置包括：

光源，所述光源發(fā)出的測(cè)量光的波長(zhǎng)覆蓋待檢測(cè)氣體的吸收譜線對(duì)應(yīng)的波 長(zhǎng)；

出射單元，所述測(cè)量光經(jīng)過(guò)所述出射單元后射入待測(cè)區(qū)域內(nèi)；

接收單元，所述接收單元用于收集所述測(cè)量光與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的待檢測(cè)氣 體相互作用后的檢測(cè)光；

面陣探測(cè)器，與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的待測(cè)面上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)光經(jīng)過(guò)所述接收 單元后成像在所述面陣探測(cè)器上，輸出的電信號(hào)送分析單元；

調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元用于改變接收單元的光學(xué)焦距，使所述待測(cè)區(qū)域內(nèi) 的不同待測(cè)面上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)光成像在所述面陣探測(cè)器上；

分析單元，所述分析單元根據(jù)光譜分析技術(shù)處理接收到的與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi) 的不同待測(cè)面對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，獲得與所述待測(cè)面上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的待檢測(cè)氣體的柱濃 度。

根據(jù)上述的氣體泄漏的檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述光源是激光器。

根據(jù)上述的氣體泄漏的檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述出射單元采用光擴(kuò)束器件或 光反射器件，所述接收單元采用光會(huì)聚器件。

本發(fā)明的目的還在于提供了一種準(zhǔn)確、多功能的氣體泄漏的檢測(cè)方法，該發(fā) 明目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

氣體泄漏的檢測(cè)方法，所述氣體泄漏的檢測(cè)方法包括以下步驟：

(A1)光源發(fā)出的測(cè)量光射入待測(cè)區(qū)域內(nèi)，所述測(cè)量光的波長(zhǎng)覆蓋待檢測(cè)氣 體的吸收譜線對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；

(A2)所述測(cè)量光與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的待檢測(cè)氣體相互作用；

(A3)收集所述測(cè)量光與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的待檢測(cè)氣體相互作用后的檢測(cè) 光；

(A4)與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的待測(cè)面上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)光經(jīng)過(guò)收集后成像在面 陣探測(cè)器上，輸出的電信號(hào)送分析單元；

(A5)分析單元根據(jù)光譜分析技術(shù)處理接收到的與所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的不同待 測(cè)面對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，從而獲得與所述待測(cè)面上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的待檢測(cè)氣體的柱濃度；

(A6)改變接收單元的光學(xué)焦距，進(jìn)入步驟(A4)。

根據(jù)上述的氣體泄漏的檢測(cè)方法，優(yōu)選地，所述柱濃度的獲得方式為：

分析單元通過(guò)鎖相放大所述電信號(hào)而獲得二次諧波和奇次諧波，通過(guò)計(jì)算二 次諧波和奇次諧波幅值的商而獲知待檢測(cè)氣體的柱濃度。