[發明專利]一種激光光譜氣體漏源檢測定位系統及方法

在審

• 申請號: 201910968310.5
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110793935A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 趙鋒;于立成;韓玉杰;豐秦;劉書記;薛坤;曾凡學;韋國軒;劉文超
• 申請（專利權）人: 海隆石油工業集團有限公司;海隆石油集團(上海)信息技術有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01C3/00
• 代理公司: 11738 北京智行陽光知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 黃錦陽

本發明公開了一種激光光譜氣體漏源檢測定位系統及方法，包括電流信號發生器、激光驅動器、可調諧二極管激光器、氣體樣品池、激光接收單元、帶多路電信號輸出的光/電信號轉換器、鎖相放大器、定位控制單元、數據處理單元、調Q電光開關、報警顯示單元。本發明使用電流進行波長調制技術和反演計算得到氣體濃度的檢測方法，并利用測量所得到的氣體濃度大小確定氣體方位，通過激光調Q技術發射脈沖激光飛行時間的測量確定氣體泄漏距離和定位，解決現有激光氣體探測器只能探測氣體濃度，不能定位的問題。

技術領域

本發明涉及到石油管道氣體檢測設備技術領域，特別涉及一種激光光譜 氣體漏源檢測定位系統及方法。

背景技術

隨著安全生產越來越受到生產部門的重視。一種具有使用壽命長、標定 周期長、探測范圍寬、誤報率低，采用激光吸收光譜檢測氣體濃度的技術得 到越來越廣泛的應用。

現有的基于光譜吸收技術的激光光譜氣體檢測儀雖然可以實現對自由空 間氣體泄漏濃度的檢測，但這些激光光譜氣體檢測儀只檢測一定范圍內的氣 體濃度，對此范圍內的具體氣體泄漏源位置無法識別，需要采用專用儀器人 工檢查才能發現泄漏源位置，不利于盡快發現危險，及時維修、解決安全隱 患、恢復生產。尤其人工檢查時，存在一定的人身安全隱患。

石油化工油氣站場(或裝置)、油氣長輸管道站場，在生產運行過程中， 可能存在可燃氣體或有毒氣體泄漏的危險，一但泄漏，如不及時發現，采取 措施，極易引發火災、爆炸、中毒等惡性事故，造成人身傷亡和重大經濟損 失。

石油化工裝置目前采用的激光氣體探測器(檢測儀)，均采用了吸收光 譜技術，有采用三角波或鋸齒波的直接吸收光譜氣體檢測技術，或各類波長 調制吸收光譜氣體檢測技術等。一般由激光發射裝置、已知樣品氣體、激光 接收裝置、激光探測器、分析計算和數據處理單元等組成。

這些檢測技術雖然避免了點式探測器存在的使用壽命短、靈敏度低、探 測范圍窄等缺陷，但是，該檢測技術只能探測某個區域內氣體濃度，不能檢 測氣體泄漏源位置，不能盡快發現泄漏點，及時維修、解決安全隱患、恢復 生產。只是提高了測量準確度，但是不能測量收發裝置到目標的距離，無法 實現定位。

發明內容

發明的目的在于提供一種激光光譜氣體漏源檢測定位系統及方法，本發 明使用電流進行波長調制技術和反演計算得到氣體濃度的檢測方法，并利用 測量所得到的氣體濃度大小確定氣體方位，通過激光調Q技術發射脈沖激光 飛行時間的測量確定氣體泄漏距離和定位，解決現有激光氣體探測器只能探 測氣體濃度，不能定位的問題，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種激光光譜氣體漏源檢 測定位系統，包括電流信號發生器、激光驅動器、可調諧二極管激光器、氣 體樣品池、激光接收單元、帶多路電信號輸出的光/電信號轉換器、鎖相放大 器、定位控制單元、數據處理單元、調Q電光開關、報警顯示單元，所述電 流信號發生器的輸出端連接到激光驅動器的電流驅動模塊端；所述激光驅動 器的激光驅動端面向可調諧二極管激光器的激光入射端，可調諧二極管激光 器激光信號發射端面向氣體樣品池激光信號輸入端，當發射激光脈沖串條件 下，可調諧二極管激光器激光信號發射端面向光/電信號轉換器激光信號輸入 端；所述氣體樣品池激光信號出口面向激光接收單元的激光信號輸入端，激 光接收單元的激光信號輸出端面向光/電信號轉換器激光信號輸入端；所述光/ 電信號轉換器一路電信號輸出端面向鎖相放大器信號輸入端，另一路電信號 輸出端面向定位控制單元的信號輸入端；所述鎖相放大器信號輸出端和定位 控制單元信號輸出端面向數據處理單元輸入端；所述數據處理單元輸出端面 向報警顯示單元的信號輸入端。

進一步地，所述氣體樣品池為密閉容器室，設置激光入射口和出射口。

進一步地，所述定位控制單元包括定位控制器、整形放大器、時點計數 器，整形放大器的信號輸出端面向時點計數器的信號輸入端。