[实用新型]具有测距功能的新型车载激光甲烷遥测仪

说明书

本实用新型公开了一种具有测距功能的新型车载激光甲烷遥测仪，包括壳体、激光测距传感器、激光驱动电路板和激光信号放大电路板。所述壳体内部由左向右依次同轴安装有：激光发射器、光电二极管、凸透镜和抛物面反射镜，所述激光测距传感器安装在壳体内部左侧，与激光发射器在同一竖直平面内，所述激光驱动电路板和激光信号放大电路板均通过铜柱安装在壳体内部右侧。所述激光驱动电路板分别与激光发射器、激光测距传感器和激光信号放大电路板相连，所述激光信号放大电路板与光电二极管相连。该激光甲烷遥测仪能够实时监测测量距离，扣减相应的净背景气浓度值，同时有效地避免了路边障碍物引起的距离突变，使检测结果更加准确。

技术领域

本实用新型涉及激光甲烷遥测技术领域，具体涉及一种具有测距功能的新型车载激光甲烷遥测仪。

背景技术

大多数气体都有自己的红外吸收光谱，激光穿过气体后通过分析和计算光信号变化能够获得气体浓度信息，从而实现对气体浓度的测量，目前已经得到了比较广泛的应用。基于该原理的激光甲烷遥测仪发出激光，激光被反射面(墙面、草地、木板等)反射回来后，被激光甲烷遥测仪接收端收到，通过TDLAS技术，获取到反射光中携带的气体浓度信息。其中激光甲烷遥测仪获取的结果是甲烷的积分浓度，单位是ppm·m，比如气团浓度为1000ppm，长度为1m，则测量结果为1000ppm·m。

实际应用中，对于长达几十甚至几百公里的燃气管道进行检测，手持激光甲烷遥测仪依然不合适，普通人行走速度大约5公里每小时，实现对长输管线的检测仍然是一项费时费力的工作。为此我公司研发出一种车载激光甲烷遥测仪，在使用过程中仍存在一些弊端。

大气中存在一定浓度的甲烷气体，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)日前公布的最新数据显示，大气中的甲烷浓度达到创纪录的1858ppb，即1.858ppm。所以车载激光甲烷遥测仪测量结果中必定包含了空气中甲烷背景气浓度，这对甲烷泄漏的检测带来了困扰。

我公司进一步改进研发，直接在测量结果计算中扣减掉一个默认的背景气体浓度值，比如设计检测距离为100m，则空气中最大甲烷背景气浓度为185.8ppm·m，直接在计算结果中减掉此值，但是这种方案只适合检测距离为100m，当近距离检测低浓度甲烷气体时，由于扣减的数据较大，而实际上没有这么大浓度的甲烷气体，比如在1米处检测浓度为30ppm·m的甲烷气体，扣减之后得到的甲烷浓度值可能为-155.8ppm·m，因为实际浓度没有负值，设备会一直显示0ppm·m，导致检测结果不准确。

我公司更进一步地研发，根据反射回来的光信号强度粗略的估算距离来进行分段的数据扣减，但是仍然存在一些弊端，比如近距离照射黑色反射面与远距离照射浅色反射面得到相同的信号强度，即检测距离相同，但是实际中检测距离不同，所以背景气浓度也不同，做相同的扣减，导致检测结果不准确。

其次，车载激光甲烷遥测仪在行进过程中，由于路边障碍物(树木、路灯、护栏等)的存在，反射面会发生突变，比如从5米处突然照射到25米处，设备的测量结果会突然增加约 20m*1.858ppm＝37.16ppm·m，如果将报警值设置为20ppm·m，此时设备将发出报警信号，但是实际上此时并没有甲烷泄漏发生。

基于上述一些弊端，我公司加大研发力度，研发出一种具有测距功能的新型车载激光甲烷遥测仪。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有测距功能的新型车载激光甲烷遥测仪，通过激光测距传感器能够实时监测测量距离，从而扣减相应的净背景气浓度值，同时有效地避免了路边障碍物引起的距离突变导致检测距离的增加，使检测结果更加准确

为实现上述目的，本实用新型采用的技术解决方案是：

一种具有测距功能的新型车载激光甲烷遥测仪，包括壳体、激光测距传感器、激光驱动电路板和激光信号放大电路板；