[發明專利]一種氣體泄漏的檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201510917320.8
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105588808A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 陳莉
• 申請（專利權）人: 王仲英
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣體檢測，尤其涉及氣體泄漏的檢測裝置及方法。

背景技術

有毒氣體泄漏是非常危險的，發生泄漏時，只有找準泄漏點，才能實施有效 的修復，如封堵泄漏孔洞。傳統的檢漏方式為：用檢漏液涂敷在可疑泄漏位置通 過是否有氣泡來判斷泄漏點。目前，基于氣體紅外吸收原理的氣體泄漏檢測儀的 使用較為普遍。隨著紅外成像技術的發展，氣體泄漏紅外成像檢測技術以其高效 率、遠距離、大范圍、動態直觀等顯著優勢，逐漸成為氣體泄漏檢測領域所關注 的技術。氣體泄漏紅外成像檢測技術有幾種類型：

第一種，采用(主動式或被動式)寬波段光源，光源光譜覆蓋被測氣體的紅 外吸收波段，在焦面陣探測器上接收紅外光束，通過對比紅外輻射強度的大小， 確定是否在光路上存在被測氣體吸收，并通過數據處理重構出氣體的泄漏圖像。 這種寬波段氣體泄漏紅外成像檢測技術的干擾大，容易受其他氣體紅外吸收的干 擾，景物熱輻射的影響，造成氣體泄漏檢測誤報警。

第二種，采用單色激光光源，激光波長位于被測氣體的紅外吸收峰的中心波 長，光束照射到待檢測的區域，光束被散射或者反射回光學收集系統，光能量被 紅外成像探測器接收并成像。在有被測泄漏氣體出現在攝像區域，返回激光檢測 系統的激光強度由于經過氣團的吸收而減弱，泄漏氣團出現區域的視頻圖像產生 對比變化。

第三種，氣體泄漏成像檢測儀器發射出兩個波長的激光束，其中一束激光波 長位于被測氣體吸收峰的中心波長，另一束激光波長位于沒有被測氣體吸收的波 長處。利用這兩束激光束穿過泄漏區域后的光強差值來探測泄漏氣體，并在紅外 成像探測器上成像。

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

發明內容

為了解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種檢測準確、多功能的氣 體泄漏的檢測裝置。

本發明的發明目的通過以下技術方案得以實現：

一種氣體泄漏的檢測裝置，所述氣體泄漏的檢測裝置包括：

光源，所述光源發出的測量光的波長覆蓋待檢測氣體的吸收譜線對應的波 長；

出射單元，所述測量光經過所述出射單元后射入待測區域內；

接收單元，所述接收單元用于收集所述測量光與所述待測區域內的待檢測氣 體相互作用后的檢測光；

面陣探測器，與所述待測區域內的待測面上各點對應的檢測光經過所述接收 單元后成像在所述面陣探測器上，輸出的電信號送分析單元；

調節單元，所述調節單元用于改變接收單元的光學焦距，使所述待測區域內 的不同待測面上各點對應的檢測光成像在所述面陣探測器上；

分析單元，所述分析單元根據光譜分析技術處理接收到的與所述待測區域內 的不同待測面對應的光信號，獲得與所述待測面上各點對應的待檢測氣體的柱濃 度；并根據面陣探測器相對接收單元的位置來確定待測區域內的待測面相對接收 單元的位置，獲得待檢測氣體團的尺寸、位置。

根據上述的氣體泄漏的檢測裝置，優選地，所述光源是激光器。

根據上述的氣體泄漏的檢測裝置，優選地，所述出射單元采用光擴束器件或 光反射器件，所述接收單元采用光會聚器件。

本發明的目的還在于提供了一種準確、多功能的氣體泄漏的檢測方法，該發 明目的通過以下技術方案得以實現：

氣體泄漏的檢測方法，所述氣體泄漏的檢測方法包括以下步驟：

(A1)光源發出的測量光射入待測區域內，所述測量光的波長覆蓋待檢測氣 體的吸收譜線對應的波長；

(A2)所述測量光與所述待測區域內的待檢測氣體相互作用；

(A3)收集所述測量光與所述待測區域內的待檢測氣體相互作用后的檢測 光；

(A4)與所述待測區域內的待測面上各點對應的檢測光經過收集后成像在面 陣探測器上，輸出的電信號送分析單元；

(A5)分析單元根據光譜分析技術處理接收到的與所述待測區域內的不同待 測面對應的電信號，從而獲得與所述待測面上各點對應的待檢測氣體的柱濃度。

分析單元根據面陣探測器相對接收單元的位置來確定此刻待測區域內的待 測面相對接收單元的位置，獲得待檢測氣體團的尺寸、位置；