[发明专利]离轴式气体遥测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体检测，特别涉及离轴式气体遥测装置及方法。

背景技术

天然气应用中，燃气管道腐蚀、老化及人为破坏等原因导致燃气管道泄漏 事故频发，传统的天然气泄漏检测方法主要有火焰电离检测法、电化学检测法、 管道模型泄漏法等，基于火焰电离检测法和电化学检测法的仪器，需要进行近 距离检测，同时响应速度慢；管道模型泄漏检测方法程序繁琐、而且得到的数 据严重滞后于现场的泄漏情况。

为了解决管道气体泄露等问题，现在研制开发了一些遥测仪表，最具有代 表性的是汉斯激光甲烷遥测仪表，该仪表采取在汇聚透镜的中心开一个孔，使 激光器与汇聚透镜同轴；而且，该仪表还具有一个电机及随电机移动的光学元 件，将该组合件安装在仪表中，通过电机改变光路中的光程，以达到消除噪声 的目的。该技术方案具有不足，如：

1.导致汇聚透镜的收光面积变小，相应探测距离会变短，并且反射光会反 射回激光器，引入不必要的噪声。

2.增加的电机提高了仪表的重量，使仪表运用起来不便捷；增加电机后， 仪表的驱动电压增大，功耗增大，不利于电池寿命；由于电机的型体大，驱动 电压高，会带入比较大的噪声。并且该仪表中，还需要增加一个新的光学元件， 反而增加了光路的复杂性，增大消噪声的难度，不利于产品性能的优化。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种灵敏度高、探测 距离远的离轴式气体遥测装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种离轴式气体遥测装置，所述遥测装置包括光源、光会聚部件及第一探 测器；所述遥测装置包括：

具有楔角的透光部件，所述楔角的透光部件倾斜地设置光源发出的测量光 的光路上，所述光源与所述光会聚部件非共轴；

移动部件，所述移动部件用于移动所述光源和/或具有楔角的透光部件，所述光源到透光部件的光出射点间的光程的变化量K为整数，λ为所述测量光的波长。

根据上述的遥测装置，优选地，所述移动单元转动或上下平移所述透光部 件，或左右平移所述光源。

根据上述的遥测装置，可选地，所述遥测装置进一步包括：

气体池，所述气体池处于所述测量光的部分在所述透光部件上的反射光的 光路上；

第二探测器，所述第二探测器用于接收穿过所述气体池的光信号。

根据上述的遥测装置，优选地，所述气体池和所述第二探测器耦合在一起。

本发明的目的还在于提供了一种高灵敏度、探测距离远的气体遥测方法， 该发明目的通过技术方案得以实现：

气体遥测方法，所述遥测方法包括以下步骤：

(A1)光源发出的测量光穿过倾斜设置的具有楔角的透光部件后射向待测 区域；

移动所述光源和/或具有楔角的透光部件，使得所述光源到透光部件的光出射点间的光程的变化量K为整数，λ为所述测量光的波长；

(A2)穿过待测区域的测量光被反射，反射光被光会聚部件收集在第一探 测器上；

所述光会聚部件与所述光源非共轴；

(A3)利用光谱技术分析第一探测器传送来的电信号，从而获知待测区域 内气体的含量。

根据上述的遥测方法，优选地，在步骤(A1)中，转动或上下平移所述透 光部件，或左右平移所述光源。

根据上述的遥测方法，可选地，在步骤(A1)中，入射到所述透光部件上 的测量光的部分被反射，反射光穿过气体池，透射光被第二探测器接收，输出 信号送分析单元。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.本发明采用离轴光路方式，提高了反射光的接收效率，提高了探测距离；

2.通过引入光程变化量，有效地抑制了噪声，进而提高了检测灵敏度；

3.通过改变光程，使得穿过待测区域的测量光被不同的反射体反射的情况 下也能够有效地降低噪声；

4.本发明的透光部件及移动部件不会影响仪表的光路，并且重量轻，噪声 低，不会增加其他不利影响。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解 的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的 保护范围构成限制。图中：