CN109630907B - 车载激光甲烷检测装置 - Google Patents

Abstract

车载激光甲烷检测装置涉及激光气体检测仪器技术领域。本发明由由车载激光甲烷检测装置的内壳、激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、其他通用模块、角度调节顶丝，车载激光甲烷检测装置的外壳，旋转轴，涨紧套，涨紧套锁母，激光发生器的激光发射口，激光探测器的激光接收口，指示灯，底部弹簧组成；本发明可以安装在电动自行车上的车载激光甲烷检测装置，易于安装，推广迅速的特点，可以快速应用到城市中低压管路的巡检。

Description

车载激光甲烷检测装置

技术领域

本发明涉及激光气体检测仪器技术领域。

背景技术

城市燃气管线的巡检，是一个永恒的课题，随着城市建设不断发展，历史管网和新建设的管网的，都需要进行泄漏排查、巡检，对于特大城市、人口密集度高，燃气的安全使用更加重要。

以北京为例现在高压管网泄漏排查，燃气公司的分公司级别基层单位，主要面向着城市中低压管路。中低压管路主要分布在城市的街道、胡同、小街巷、居民小区的等区域，大型检测机动车，不能行走的地区。而目前我们使用的步行小推车式燃气泄漏巡检仪，存在着滞后效应大的问题，这样就造成管网泄漏排查效率比较低。根据整个一年的运行维护所数据跟踪，市政路管网泄漏量占比约为22%，低压庭院线管网泄漏量占比大约为78%，所以低压庭院线管网泄漏次数占比还是非常高的。且庭院线泄漏多数处于居民区，社会影响较大。所以，低压庭院线泄漏定位准确率，以及如何能提高泄漏排查效能比都是一直是亟待解决的问题。

现行小推车式燃气泄漏巡检仪主要存在着如下缺陷：

①燃气检测技术，是电化学的或热催化式的，存在响应时间的长的弊病，一般在20~30秒钟，这样就造成了滞后性比较大；

②、燃气检测方式，是靠抽气到检测装置分析；

③、燃气感知方式：属于点式感知方式，小推车行走检测后，检测的是一条线，即小推车的行走轨迹；

④、小推车巡检速度比较慢，实际使用的行进速度大概只有每小时3公里且存在着严重的滞后性。

现行的手持式激光气体探测仪主要存在的缺陷是：

由于泄露气体被环境的流动气流影响，手持式激光气体探测仪在进行巡检时，提高检测准确性的方法只有弯腰尽量贴近地面进行探测。

现行机动车式激光燃气巡检仪，主要存在着如下问题

①、机动车适合巡检大管径管路，巡检市政道路及车辆能够通行的道路。

②、车辆巡检速度，30公里/小时左右。

③、适合在管线上方巡检，不适用管线位于道路两侧。

④、设备成本较高。

现行国外检测手段

①、目前已知的国外检测手段多采用路面机动车巡检以及单一路段多次巡检手段相结合的方式。

②、对于庭院线巡检，国外多采用沙滩车或者小型化专用车进行巡查，而对于北京市内来说，小型化机动车辆受交管限制较大，无法普及。

本发明根据现有技术的不足提出了一种可以安装在电动自行车上的车载激光甲烷检测装置，易于安装，推广迅速的特点，可以快速应用到城市中低压管路的巡检。

共有技术

路肩，俗语马路牙子，指马路和人行道相接的部分，高10厘米。

胀紧套是一种无键联结装置，其原理和用途是通过高强度拉力螺栓的作用，在内环与轴之间、外环与轮毂之间产生巨大抱紧力，以实现机件与轴的无键联结。当承受负荷时，靠胀套与机件、轴的结合压力及相伴产生的摩擦力传递转矩、轴向力或二者的复合载荷。胀套联接主要有以下优点：对中精度高；安装/调整/拆卸方便；强度高，联结稳定可靠；在超载时可以保护设备不受损坏。广泛应用于重型机械、风力发电、包装机械、印刷机械、数控机床、自动化设备等领域。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的车载激光甲烷检测装置由车载激光甲烷检测装置的内壳、激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、其他通用模块、角度调节顶丝，车载激光甲烷检测装置的外壳，旋转轴，涨紧套，涨紧套锁母，激光发生器的激光发射口，激光探测器的激光接收口，指示灯，底部弹簧组成；

其他通用模块包括电源模块和显示模块；

激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、其他通用模块、指示灯安装在车载激光甲烷检测装置的内壳中，车载激光甲烷检测装置的内壳具备与外壳对应镂空位置的激光发生器的激光发射口和激光探测器的激光接收口；

激光发生器的激光发射口、激光探测器的激光接收口、指示灯朝向被测气团的方向；车载激光甲烷检测装置的内壳在朝向被测气团方向的两侧朝向的中心位置具有固定在车载激光甲烷检测装置的内壳上的旋转轴，旋转轴固定在车载激光甲烷检测装置的内壳上的方式包括：一次冲压成型，焊接；旋转轴穿过车载激光甲烷检测装置的外壳，并通过涨紧套达到车载激光甲烷检测装置的内壳与车载激光甲烷检测装置的外壳固定角度的效果；

车载激光甲烷检测装置的内壳底部与车载激光甲烷检测装置的外壳之间安装有底部弹簧；

车载激光甲烷检测装置的外壳为金属壳体，朝向被测气团方向的两侧朝向的金属壳体底部具有宽于金属壳体顶部至少1公分的金属延展片，方便固定安装在电动自行车的联接踏板上；车载激光甲烷检测装置的外壳在朝向被测气团方向与车载激光甲烷检测装置的内壳对应的激光发生器的激光发射口位置留有镂空；车载激光甲烷检测装置的外壳在朝向被测气团方向与车载激光甲烷检测装置的内壳对应的激光探测器的激光接收口位置留有镂空；车载激光甲烷检测装置的外壳在朝向被测气团方向与车载激光甲烷检测装置的内壳对应的指示灯位置留有镂空；

车载激光甲烷检测装置的外壳顶部在朝向被测气团方向距离朝向被测气团方向的前面板1公分处，位于朝向被测气团方向的两侧的中心位置安装有角度调节顶丝，当指示灯显示为无激光光束返回状态时，松开车载激光甲烷检测装置的外壳的涨紧套，调节角度调节顶丝，当角度调节顶丝向顶紧车载激光甲烷检测装置的内壳的方向旋转时，配合底部弹簧达到激光发生器发射的激光光束向地面倾斜的效果；当角度调节顶丝向放松车载激光甲烷检测装置的内壳的方向旋转时，配合底部弹簧达到激光发生器发射的激光光束向平行于地面的方向倾斜的效果；通过调节角度调节顶丝达到指示灯显示为有激光光束返回状态时，拧紧车载激光甲烷检测装置的外壳的涨紧套的涨紧套锁母，固定车载激光甲烷检测装置的内壳与车载激光甲烷检测装置的外壳的倾斜角度，达到固定激光发生器发射的激光光束与地面的角度的效果；

涨紧套锁母用于松开和拧紧涨紧套与旋转轴的接触面；

电源模块用于为激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、指示灯、显示模块供电；

激光发生器用于产生波长为1653nm的激光光束，能量小于10mw、线宽2MHz，激光发生器通过激光发生器的激光发射口发射激光光束；

激光探测器用于接收通过漫反射返回的波长1653nm的激光光束，激光探测器通过激光探测器的激光接收口接收返回的激光光束，并将返回的激光光束传送给光谱分析模块；

光谱分析模块根据比尔朗伯定律由激光发生器发射的激光强度和激光探测器接收的激光强度计算出甲烷气体的浓度；

显示模块用于接收激光探测器的信号，当激光探测器未接收到返回的1653nm激光光束时，显示模块指挥指示灯发出显示无激光光束返回状态的指示灯信号；当激光探测器接收到返回的1653nm激光光束时，显示模块指挥指示灯发出显示有激光光束返回状态的指示灯信号。

有益效果

本发明的车载激光甲烷检测装置提出了一种可以安装在电动自行车上的车载激光甲烷检测装置，结构简单，易于推广，可以快速应用到城市中低压管路的巡检。

附图说明

图1为本发明在电动自行车上的安装示意图；

图2为本发明的应用示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的顶视图；

图5为本发明的车载激光甲烷检测装置的内壳中的系统结构图；

图例

A是电动自行车，B是车载激光甲烷检测装置，C是路面，D是路肩，E是被测气团；

21是角度调节顶丝，22是车载激光甲烷检测装置的外壳，23是旋转轴，24是涨紧套，25是涨紧套锁母，26是激光发生器的激光发射口，29是激光探测器的激光接收口，27是指示灯，28是底部弹簧,30是车载激光甲烷检测装置的内壳；

B1是车载激光甲烷检测装置安装时朝向路肩和被测气团的面；1是激光发生器，2是激光探测器，3是光谱分析模块，7是其他通用模块，71是电源模块，72是显示模块。

具体实现方式

参看图1本发明的车载激光甲烷检测装置B,安装固定在电动自行车A的联接踏板上，根据我国交通惯例，车载激光甲烷检测装置B的前面板位于电动自行车A行驶方向的右侧；

参看图2本发明的车载激光甲烷检测装置B随电动自行车A行进，车载激光甲烷检测装置B向行进方向右侧路肩D发射波长为1653nm激光，车载激光甲烷检测装置B接收经路肩D漫反射返回的波长为1653nm激光；路肩的国家标准为高出路面10公分，电动自行车的联接踏板高度为12公分到15公分之间，车载激光甲烷检测装置B发射的波长为1653nm激光向路面C方向倾斜，以照射到路肩D为准；路面C在电动自行车与路肩D之间存在泄露的甲烷气体，泄露的甲烷气体称为被测气团E；当存在甲烷气体泄漏时，被测气团E在距离地面C不超过15公分的距离时会被随电动自行车A行驶中的车载激光甲烷检测装置B发射的波长为1653nm激光探测到；

参看图3到图5，本发明的车载激光甲烷检测装置B由车载激光甲烷检测装置的内壳30、激光发生器1、激光探测器2、光谱分析模块3、其他通用模块7、角度调节顶丝21，车载激光甲烷检测装置的外壳22，旋转轴23，涨紧套24，涨紧套锁母25，激光发生器的激光发射口26，激光探测器的激光接收口29，指示灯27，底部弹簧28组成；

其他通用模块7包括电源模块71和显示模块72；

激光发生器1、激光探测器2、光谱分析模块3、其他通用模块7、指示灯27安装在车载激光甲烷检测装置的内壳30中，车载激光甲烷检测装置的内壳30具备与外壳对应镂空位置的激光发生器的激光发射口26和激光探测器的激光接收口29；

激光发生器的激光发射口26、激光探测器的激光接收口29、指示灯27朝向被测气团E的方向；车载激光甲烷检测装置的内壳30在朝向被测气团E方向的两侧朝向的中心位置具有固定在车载激光甲烷检测装置的内壳30上的旋转轴23，旋转轴23固定在车载激光甲烷检测装置的内壳30上的方式包括：一次冲压成型，焊接；旋转轴23穿过车载激光甲烷检测装置的外壳22，并通过涨紧套24达到车载激光甲烷检测装置的内壳30与车载激光甲烷检测装置的外壳22固定角度的效果；

车载激光甲烷检测装置的内壳30底部与车载激光甲烷检测装置的外壳22之间安装有底部弹簧28；

车载激光甲烷检测装置的外壳22为金属壳体，朝向被测气团E方向的两侧朝向的金属壳体底部具有宽于金属壳体顶部至少1公分的金属延展片，方便固定安装在电动自行车A的联接踏板上；车载激光甲烷检测装置的外壳22在朝向被测气团E方向与车载激光甲烷检测装置的内壳30对应的激光发生器的激光发射口26位置留有镂空；车载激光甲烷检测装置的外壳22在朝向被测气团E方向与车载激光甲烷检测装置的内壳30对应的激光探测器的激光接收口29位置留有镂空；车载激光甲烷检测装置的外壳22在朝向被测气团E方向与车载激光甲烷检测装置的内壳30对应的指示灯27位置留有镂空；

车载激光甲烷检测装置的外壳22顶部在朝向被测气团E方向距离前面板1公分处，位于朝向被测气团E方向的两侧的中心位置安装有角度调节顶丝21，当指示灯27显示为无激光光束返回状态时，松开车载激光甲烷检测装置的外壳22的涨紧套24，调节角度调节顶丝21，当角度调节顶丝21向顶紧车载激光甲烷检测装置的内壳30的方向旋转时，配合底部弹簧28达到激光发生器1发射的激光光束向地面C倾斜的效果；当角度调节顶丝21向放松车载激光甲烷检测装置的内壳30的方向旋转时，配合底部弹簧28达到激光发生器1发射的激光光束向平行于地面的方向倾斜的效果；通过调节角度调节顶丝21达到指示灯27显示为有激光光束返回状态时，拧紧车载激光甲烷检测装置的外壳的涨紧套24的涨紧套锁母25，固定车载激光甲烷检测装置的内壳30与车载激光甲烷检测装置的外壳22的倾斜角度，达到固定激光发生器1发射的激光光束与地面的角度的效果；

涨紧套锁母25用于松开和拧紧涨紧套24与旋转轴23的接触面；

电源模块71用于为激光发生器1、激光探测器2、光谱分析模块3、指示灯27、显示模块72供电；

激光发生器1用于产生波长为1653nm的激光光束，能量小于10mw、线宽2MHz，激光发生器1通过激光发生器的激光发射口26发射激光光束；

激光探测器2用于接收通过漫反射返回的波长1653nm的激光光束，激光探测器2通过激光探测器的激光接收口29接收返回的激光光束，并将返回的激光光束传送给光谱分析模块3；

光谱分析模块3根据比尔朗伯定律由激光发生器1发射的激光强度和激光探测器2接收的激光强度计算出甲烷气体的浓度；

显示模块72用于接收激光探测器2的信号，当激光探测器2未接收到返回的1653nm激光光束时，显示模块72指挥指示灯27发出显示无激光光束返回状态的指示灯信号；当激光探测器2接收到返回的1653nm激光光束时，显示模块72指挥指示灯27发出显示有激光光束返回状态的指示灯信号。

Claims (1)

1.车载激光甲烷检测装置，其特征在于由车载激光甲烷检测装置的内壳、激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、其他通用模块、角度调节顶丝、车载激光甲烷检测装置的外壳、旋转轴、涨紧套、涨紧套锁母、激光发生器的激光发射口、激光探测器的激光接收口、指示灯、底部弹簧组成；

其他通用模块包括电源模块和显示模块；

激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、其他通用模块、指示灯安装在车载激光甲烷检测装置的内壳中，车载激光甲烷检测装置的内壳具备与外壳对应镂空位置的激光发生器的激光发射口和激光探测器的激光接收口；

激光发生器的激光发射口、激光探测器的激光接收口、指示灯朝向被测气团的方向；车载激光甲烷检测装置的内壳在朝向被测气团方向的两侧朝向的中心位置具有固定在车载激光甲烷检测装置的内壳上的旋转轴，旋转轴固定在车载激光甲烷检测装置的内壳上的方式包括：一次冲压成型方式和焊接方式，具体实施可以选择使用其中一种方式；旋转轴穿过车载激光甲烷检测装置的外壳，并通过涨紧套达到车载激光甲烷检测装置的内壳与车载激光甲烷检测装置的外壳固定角度的效果；

车载激光甲烷检测装置的内壳底部与车载激光甲烷检测装置的外壳之间安装有底部弹簧；

车载激光甲烷检测装置的外壳为金属壳体，朝向被测气团方向的两侧朝向的金属壳体底部具有金属延展片，金属延展片对比金属壳体顶部延长至少1公分，方便固定安装在电动自行车的联接踏板上；车载激光甲烷检测装置的外壳在朝向被测气团方向与车载激光甲烷检测装置的内壳对应的激光发生器的激光发射口位置留有镂空；车载激光甲烷检测装置的外壳在朝向被测气团方向与车载激光甲烷检测装置的内壳对应的激光探测器的激光接收口位置留有镂空；车载激光甲烷检测装置的外壳在朝向被测气团方向与车载激光甲烷检测装置的内壳对应的指示灯位置留有镂空；

车载激光甲烷检测装置的外壳顶部在朝向被测气团方向距离朝向被测气团方向的前面板1公分处，位于朝向被测气团方向的两侧的中心位置安装有角度调节顶丝，当指示灯显示为无激光光束返回状态时，松开车载激光甲烷检测装置的外壳的涨紧套，调节角度调节顶丝，当角度调节顶丝向顶紧车载激光甲烷检测装置的内壳的方向旋转时，配合底部弹簧达到激光发生器发射的激光光束向地面倾斜的效果；当角度调节顶丝向放松车载激光甲烷检测装置的内壳的方向旋转时，配合底部弹簧达到激光发生器发射的激光光束向平行于地面的方向倾斜的效果；通过调节角度调节顶丝达到指示灯显示为有激光光束返回状态时，拧紧车载激光甲烷检测装置的外壳的涨紧套的涨紧套锁母，固定车载激光甲烷检测装置的内壳与车载激光甲烷检测装置的外壳的倾斜角度，达到固定激光发生器发射的激光光束与地面的角度的效果；

涨紧套锁母用于松开和拧紧涨紧套与旋转轴的接触面；

电源模块用于为激光发生器、激光探测器、光谱分析模块、指示灯、显示模块供电；

激光发生器用于产生波长为1653nm的激光光束，能量小于10mw、线宽2MHz，激光发生器通过激光发生器的激光发射口发射激光光束；

激光探测器用于接收通过漫反射返回的波长1653nm的激光光束，激光探测器通过激光探测器的激光接收口接收返回的激光光束，并将返回的激光光束传送给光谱分析模块；

光谱分析模块根据比尔朗伯定律由激光发生器发射的激光强度和激光探测器接收的激光强度计算出甲烷气体的浓度；

显示模块用于接收激光探测器的信号，当激光探测器未接收到返回的1653nm激光光束时，显示模块指挥指示灯发出显示无激光光束返回状态的指示灯信号；当激光探测器接收到返回的1653nm激光光束时，显示模块指挥指示灯发出显示有激光光束返回状态的指示灯信号。

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