[實(shí)用新型]一種基于飛行平臺(tái)的天然氣探測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720405503.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206696178U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈凡超;吳濤;李亞雷;房輝;鐘芳勝;張宜彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/39
• 分類號(hào): G01N21/39
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種探測(cè)系統(tǒng)，具體為一種飛行平臺(tái)的天然氣探測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

天然氣長(zhǎng)距離管道的巡檢工作大部分是在環(huán)境比較惡劣的地方。比如荒漠、沼澤等。傳統(tǒng)的方法一般是地理信息系統(tǒng)加手持終端的人工巡檢。但是這些區(qū)域的管道分布范圍廣，巡查量大，導(dǎo)致全年巡檢數(shù)據(jù)零散。加上管道在大部分情況下又處于良好狀態(tài)，工作人員巡檢容易出現(xiàn)漏檢的情況，工作效率不高。還有環(huán)境惡劣，容易出現(xiàn)意外事故。為了提高工作效率，降低風(fēng)險(xiǎn)，利用飛行平臺(tái)來(lái)進(jìn)行管道的巡檢可以起到事倍功半的效果。

傳統(tǒng)的天然氣遙測(cè)探測(cè)激光雷達(dá)，一般都是車載。本發(fā)明與其相比較，最大的優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)無(wú)人機(jī)巡檢管道，克服了遙測(cè)大面積、長(zhǎng)距離管道的難題。還有采用中紅外波段激光器的天然氣泄漏激光遙測(cè)雷達(dá)。雖然其功率大，探測(cè)距離遠(yuǎn)，但是中紅外激光器的成本高。本發(fā)明與其相比較性價(jià)比就很高，通訊波段的近紅外激光器，價(jià)格很便宜。適合批量的生產(chǎn)，也易于維修。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于飛行平臺(tái)的天然氣探測(cè)系統(tǒng)，裝置體積小、探測(cè)反應(yīng)速率快、便于拆卸攜帶、可搭載于飛行平臺(tái)。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案：一種基于飛行平臺(tái)的天然氣探測(cè)系統(tǒng)，主要包括激光器、激光器控制器、微處理器、第一發(fā)射天線、第二發(fā)射天線、光纖耦合器、第一接收天線、第二接收天線、第一探測(cè)器、第二探測(cè)器、無(wú)線通訊模塊；其特征在于：激光器連接激光器控制器，激光器控制器固定連接微處理器；第一發(fā)射天線、第二發(fā)射天線分別連接光纖耦合器，光纖耦合器連接激光器；第一接收天線、第二接收天線分別連接第一探測(cè)器、第二探測(cè)器，第一探測(cè)器、第二探測(cè)器分別固定與微處理器連接；無(wú)線通訊模塊與微處理器相連接。

本實(shí)用新型激光器由激光控制器進(jìn)行控制工作；激光器使用近紅外波段的DFB激光器，中心波長(zhǎng)為1.65μm，覆蓋甲烷氣體吸收特征譜線，通過(guò)激光吸收光譜遙測(cè)技術(shù)對(duì)天然氣的泄漏進(jìn)行探測(cè)。

本實(shí)用新型激光器與光纖耦合器相連接，其耦合比是50:50；激光通過(guò)光纖耦合器分出兩束光，一束經(jīng)過(guò)第一發(fā)射天線垂直入射到土壤表面，另一束經(jīng)過(guò)第二發(fā)射天線入射到天然氣云團(tuán)中。

本實(shí)用新型通過(guò)第一接收天線接收第一反射光，第一探測(cè)器接收光譜信號(hào)；第二接收天線接受第二反射光，第二探測(cè)器接收光譜信號(hào)；探測(cè)器接收到信號(hào)返回微處理器進(jìn)行處理；第一探測(cè)器和第二探測(cè)器使用APD-雪崩光電二極管。

本實(shí)用新型無(wú)線通訊模塊可傳輸和接收系統(tǒng)與基站之間的信號(hào)。

本實(shí)用新型所述微處理器型號(hào)為：stm32f411。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：裝置體積小、探測(cè)反應(yīng)速率快、便于拆卸攜帶、可搭載于飛行平臺(tái)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種基于飛行平臺(tái)的天然氣探測(cè)系統(tǒng)，主要包括激光器1、激光器控制器2、微處理器3、第一發(fā)射天線4、第二發(fā)射天線5、光纖耦合器6、第一接收天線7、第二接收天線8、第一探測(cè)器9、第二探測(cè)器10、無(wú)線通訊模塊11；其特征在于：激光器連接激光器控制器，激光器控制器固定連接微處理器；第一發(fā)射天線、第二發(fā)射天線分別連接光纖耦合器，光纖耦合器連接激光器；第一接收天線、第二接收天線分別連接第一探測(cè)器、第二探測(cè)器，第一探測(cè)器、第二探測(cè)器分別固定與微處理器連接；無(wú)線通訊模塊與微處理器相連接。

微處理器控制探測(cè)器、激光控制器、無(wú)線通訊模塊。無(wú)線通訊模塊與基站進(jìn)行通訊。微處理器控制激光控制器可以調(diào)節(jié)激光器的溫度和電流，同時(shí)微處理器可以對(duì)激光器調(diào)諧，使波長(zhǎng)處于天然氣的吸收帶。光纖耦合器將激光器發(fā)射的光束分束，耦合比為50:50。兩束激光分別從第一發(fā)射天線4、第二發(fā)射天線5發(fā)射，發(fā)射天線射往天然氣管道探測(cè)天然氣，另一束射往地面探測(cè)土壤溫度。第一接收天線7、第二接收天線8分別接收第一反射光和第二反射光，第二接收天線8、第一探測(cè)器9探測(cè)第一反射光和第二反射光的光譜信號(hào)，通過(guò)微處理器處理，經(jīng)過(guò)無(wú)線通訊模塊發(fā)射基站。實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣的探測(cè)。