一种可燃气体激光遥测系统及方法与流程

本发明涉及一种可燃气体激光遥测系统及方法。

背景技术：

随着社会的发展，生产技术水平的不断提高，气体工厂、气体调压站、气体管道传输、化工、环保等行业生产力不断提高，生产安全需求也越来越显迫切；此外，当步入冬季的时候，一般建筑物都会门窗紧闭，造成通风不畅，尤其使用燃气的地方，安全隐患更是增多。这些危险因素的存在对社会安定以及人们的生命财产安全造成一定的威胁。急需要一种能够对危险气体进行检测，并预警的系统来解决这个问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种结构简单、使用方便、能够有效对危险气体进行检测，并进行对应危害等级进行预警的可燃气体激光遥测系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种可燃气体激光遥测系统，包括：

激光发射装置，用于发射激光信号穿过目标区域；

接收反射装置反射回的激光信号，计算发射激光信号和反射激光信号的信号强度；

将所述发射激光信号的信号强度与所述反射激光信号的信号强度的差值结果，与预存储的警戒差值表进行比对，根据比对结果发出对应等级的预警。

本发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：本发明提供的可燃气体激光遥测系统的激光发射装置会发射激光信号穿过目标区域，接收反射装置反射回的激光信号，还会计算发射激光信号和反射激光信号的信号强度，根据发射激光信号强度和反射激光信号强度间的差值结果，结合预存储的警戒差值表，发出对应等级的预警。上述系统能够有效的对目标区域的危险气体进行检测，并进行对应危险等级的预警，具有很高的实用性。

较优地，在上述技术方案中，所述激光发射装置包括：

半导体激光器，用于生成激光信号，将生成的激光信号通过光学收发望远镜发射至目标区域；

所述激光接收装置，与数据处理装置连接，用于接收所述反射装置反射回的激光信号，将接收到的反射激光信号发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置，用于对所述发射激光信号的信号强度与所述反射激光信号的信号强度进行差运算，获取所述差值结果。

较优地，在上述技术方案中，所述激光发射装置还包括：

激光器温度及电流控制装置，与所述半导体激光器连接，用于调节所述半导体激光器的工作温度及工作电流，实现对所述半导体激光器输出的激光信号波长的调节。

较优地，在上述技术方案中，所述激光发射装置还包括：

掺铒光纤放大器，与所述半导体激光器和所述光学收发望远镜连接，用于对接收到的激光信号进行放大，将放大后的激光信号通过所述光学收发望远镜发射至目标区域。

还提供了一种可燃气体激光遥测方法，包括以下步骤：

获取穿过目标区域并返回的激光信号；

计算发射出的激光信号以及接收到的反射激光信号的信号强度，将发射激光信号的信号强度与所述反射激光信号的信号强度做差值运算，将差值结果与预存储的警戒差值表进行比对，根据比对结果发出对应等级的预警。

本发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：本发明提供的可燃气体激光遥测方法的会获取穿过目标区域并返回的激光信号，计算发射激光信号和反射激光信号的信号强度，根据发射激光信号强度和反射激光信号强度间的差值结果，结合预存储的警戒差值表，发出对应等级的预警。上述系统能够有效的对目标区域的危险气体进行检测，并进行对应危险等级的预警，具有很高的实用性。

较优地，在上述技术方案中，在所述获取穿过目标区域并返回的激光信号之前，还包括：

根据所述目标区域内待检测气体的种类，调节发射出的激光信号的波长。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明提供的可燃气体激光遥测系统的示意性框图；

图2是本发明提供的可燃气体激光遥测方法的示意性流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的可燃气体激光遥测系统，包括：

激光发射装置，用于发射激光信号穿过目标区域；

接收反射装置反射回的激光信号，计算发射激光信号和反射激光信号的信号强度；

将发射激光信号的信号强度与反射激光信号的信号强度的差值结果，与预存储的警戒差值表进行比对，根据比对结果发出对应等级的预警。

由于不同的气体对激光信号强度有一定的吸收作用，激光往返穿过目标区域后，若目标区域内存在特定的危险气体，就会吸收一定的激光信号强度，最终激光发射装置接收到的反射激光信号强度会比发射激光的信号强度小，激光信号强度减小的部分即为目标区域内气体吸收的部分，不同浓度的气体对激光信号的吸收程度不同，根据前后激光信号前后的减少程度，结合不同浓度气体对激光信号的吸收程度，可以确定当前危险气体的浓度。本系统可以对co、hcl、h2s、ch4等气体进行检测，对co、hcl、h2s以及ch4最低的探测极限分别为40ppm、0.2ppm、20ppm和36ppm，其中1ppm对应百分比为0.0001％。在上述气体浓度达到探测极限后，就会发出对应等级的预警。以ch4为例，当ch4浓度小于36ppm，ch4的浓度可以忽略不计，发射激光信号强度和反射激光信号强度前后减少可以忽略不计，即较少为0；当ch4浓度大于36ppm、小于360ppm时，提示为有ch4泄漏，请注意安全，对应的前后激光信号强度减少量为千分之一；当ch4浓度大于360ppm，小于3600ppm时，提示有ch4气体泄漏，发出一级预警，对应的前后激光信号强度减少量为千分之五；当ch4浓度大于5％、小于15％时，提示ch4浓度到达爆炸临界值，请即使进行疏散，注意安全，对应的前后激光信号强度减少量为百分之一。针对每一种气体的检测浓度都会分为4个等级，每个等级间浓度相差一般为10的整数倍，分别对应安全状态、有气体泄漏、一级预警和爆炸预警，对应前后激光信号减少值分别为0、千分之一、千分之五以及百分之一。

作为一种可实施方式，激光发射装置包括：

半导体激光器，用于生成激光信号，将生成的激光信号通过光学收发望远镜发射至目标区域；

其中：光学收发望远镜能够更好的对激光信号进行汇聚发射；

激光接收装置，与数据处理装置连接，用于接收反射装置反射回的激光信号，将接收到的反射激光信号发送至数据处理装置；

数据处理装置，用于对发射激光信号的信号强度与反射激光信号的信号强度进行差运算，获取差值结果。

作为一种可实施方式，激光发射装置还包括：

激光器温度及电流控制装置，与半导体激光器连接，用于调节半导体激光器的工作温度及工作电流，实现对半导体激光器输出的激光信号波长的调节。

其中：激光信号的波长与激光发射装置工作时的温度和电流的大小有关系，通过调节激光发射装置工作时的温度和电流，能够调节激光信号的波长。例如，当半导体激光器工作温度升高时，激光信号的波长会边长，半导体激光器的阙值电流会随着温度的升高而变大。由于不同的危险气体对不同波长的激光信号的吸收度是不相同的，通过调节生成的激光信号的波长，在一定程度上扩大了激光气体检测系统的适用范围，能够对多种不同的危险气体进行检测。

作为一种可实施方式，激光发射装置还包括：

掺铒光纤放大器，与半导体激光器和光学收发望远镜连接，用于对接收到的激光信号进行放大，将放大后的激光信号通过光学收发望远镜发射至目标区域。掺铒光纤放大器能够有效的对激光信号进行放大，可以有效的确保激光信号传输过程中的稳定性，在一定程度上确保了最终结果的准确性。由于对激光信号进行放大的过程中，会有一定的能量损耗，一般情况下会将激光信号放大2-3倍，这样既可以确保激光信号传输的稳定性和最终结果的准确性，也不会损耗较多的能量，确保了系统的长久稳定运行。

本发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：本发明提供的可燃气体激光遥测系统的激光发射装置会发射激光信号穿过目标区域，接收反射装置反射回的激光信号，还会计算发射激光信号和反射激光信号的信号强度，根据发射激光信号强度和反射激光信号强度间的差值结果，结合预存储的警戒差值表，发出对应等级的预警。上述系统能够有效的对目标区域的危险气体进行检测，并进行对应危险等级的预警，具有很高的实用性。

如图2所示，本发明还提供了一种可燃气体激光遥测方法，包括以下步骤：

获取穿过目标区域并返回的激光信号；

计算发射出的激光信号以及接收到的反射激光信号的信号强度，将发射激光信号的信号强度与反射激光信号的信号强度做差值运算，将差值结果与预存储的警戒差值表进行比对，根据比对结果发出对应等级的预警。

较优地，在上述技术方案中，在获取穿过目标区域并返回的激光信号之前，还包括：

根据目标区域内待检测气体的种类，调节发射出的激光信号的波长。由于不同的危险气体对不同波长的激光信号的吸收程度不相同，通过调节发射出的激光信号的波长，在一定程度上扩大了危险气体检测的范围，适用性更广。

本发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：本发明提供的可燃气体激光遥测系统方法的会获取穿过目标区域并返回的激光信号，计算发射激光信号和反射激光信号的信号强度，根据发射激光信号强度和反射激光信号强度间的差值结果，结合预存储的警戒差值表，发出对应等级的预警。上述系统能够有效的对目标区域的危险气体进行检测，并进行对应危险等级的预警，具有很高的实用性。

上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。