CN103091266A

CN103091266A - 具有报警功能的气体遥测方法

Info

Publication number: CN103091266A
Application number: CN2012105985918A
Authority: CN
Inventors: 俞大海; 邱梦春; 桑强
Original assignee: Focused Photonics Hangzhou Inc
Current assignee: Focused Photonics Hangzhou Inc
Priority date: 2012-12-29
Filing date: 2012-12-29
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-12-29
Also published as: CN103091266B

Abstract

本发明提供了具有报警功能的气体遥测方法，包括以下步骤：(A1)测量光源发出的测量光穿过待测气体，所述测量光被反射物反射后被检测器接收，所述检测器将光信号转换为电信号，并传送到电子模块；(A2)电子模块利用公式处理接收到的所述电信号，从而获知所述待测气体的平均浓度C，并传送到判断模块；(A3)判断模块根据接收到的所述平均浓度C与报警值比较：若所述平均浓度C小于所述报警值，不需报警；若所述平均浓度C大于或等于所述报警值，向报警模块发出提示；(A4)报警模块根据接收到的提示而发出报警信号。本发明具有防止人员误入高浓度有害气体区域、保护人身安全等优点。

Description

具有报警功能的气体遥测方法

技术领域

本发明涉及气体检测，特别涉及具有报警功能的气体遥测方法。

背景技术

遥测气体分析仪具有非接触，便携灵活移动的特点，其原理通常是采用光学方法，发射一束光，然后再接收被物体阻挡反射后的光线，如果在光路上存在被测的气体，可以利用气体吸收光谱原理测量气体的浓度。

图1示意性地给出了上述气体分析仪的测量场景图，如图1所示。但是由于泄漏到大气中的气团的形状是不规则的，无法确切的知道光线在气体中穿行的距离是多少，所以通常遥测气体分析只能测量距离积分的浓度，也就如ppm*m。在测量仪到反射面距离L的路径上气体的实际平均浓度乘上2L(因为光束两次穿过气体)。具有这种功能的遥测气体分析仪可以测量出相对偏高于大气本底浓度的被测气体积分浓度趋势，检测不同程度的泄漏，并且可以用于寻找泄漏点。

从实际使用中存在遥测气体分析仪操作人员的人身安全报警问题。假如泄漏点就在操作人员站位附近或者泄漏气体的弥漫区域已经很大，操作人员就会置于有毒或者爆炸性气体的区域内，造成极大的人身伤害威胁。由于传统的遥测气体分析仪仅仅测量线积分浓度，而无法给出气体浓度信息，所以无法发出危险报警。因为在测量场景中气体浓度太大或者光束穿过气体的路径过长都会造成线积分浓度偏大，无法判断到底是浓度还是距离造成的线积分浓度偏大。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种具有报警功能的气体遥测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

具有报警功能的气体遥测方法，所述遥测方法包括以下步骤：

(A1)测量光源发出的测量光穿过待测气体，所述测量光被反射物反射后被检测器接收，所述检测器将光信号转换为电信号，并传送到电子模块；

(A2)电子模块利用如下公式处理接收到的所述电信号，从而获知所述待测气体的平均浓度C，并传送到判断模块：

C = \frac{2 d \cdot V_{2 f}}{K \cdot V_{1 f} \cdot S (T) \cdot B (P, T)} - b_{0};

d为所述光源到反射物表面的距离；K为标定系数；b₀为零点系数；V_2f为气体吸收二次谐波信号的强度；V_1f为气体吸收一次谐波信号的强度；S(T)为吸收谱线的温度变化函数；B(P，T)为吸收谱线温度压力补偿关系函数；

(A3)判断模块根据接收到的所述平均浓度C与报警值比较，：

若所述平均浓度C小于所述报警值，不需报警；

若所述平均浓度C大于或等于所述报警值，向报警模块发出提示；

(A4)报警模块根据接收到的提示而发出报警信号。

根据上述的遥测方法，可选地，在所述步骤(A1)中，对所述测量光进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟；

所述电子模块根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离d。

根据上述的遥测方法，可选地，对定位光源发出的定位光进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，所述电子模块根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离d。

根据上述的遥测方法，可选地，在所述步骤(A1)中，对所述测量光进行调制并叠加脉冲信号，检测接收到的反射光信号的脉冲信号，所述电子模块对比发射和接收的时间差来计算距离d。

根据上述的遥测方法，可选地，在定位光源发出的定位光上叠加脉冲信号，检测接收到的反射光信号的脉冲信号，所述电子模块对比发射和接收的时间差来计算距离d。

根据上述的遥测方法，优选地，所述测量光源是半导体激光器。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

检测出测量光往返路径上待测气体的平均浓度的最小值C，并与报警值相比较，给出结果。有效地防止了分析仪操作人员误入高浓度的有害气体区域中，保护了操作人员的人身安全。

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：

图1是根据现有技术中遥测分析仪的测量现场示意图；

图2是根据本发明实施例1的遥测方法的流程图。

具体实施方式

图2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图2示意性地给出了本发明实施例的具有报警功能的气体遥测方法的流程图，如图2所示，所述遥测方法包括以下步骤：

(A1)测量光源发出的测量光穿过待测气体，所述测量光被反射物反射后被检测器接收，所述检测器将光信号转换为电信号，并传送到电子模块；作为优选，所述测量光源采用半导体激光器。

C = \frac{2 d \cdot V_{2 f}}{K \cdot V_{1 f} \cdot S (T) \cdot B (P, T)} - b_{0};

d为所述光源到反射物表面的距离；K为标定系数；b₀为零点系数，通过调零遥测分析仪得到；V_2f为气体吸收二次谐波信号的强度；V_1f为气体吸收一次谐波信号的强度；S(T)为吸收谱线的温度变化函数；B(Ｐ，T)为吸收谱线温度压力补偿关系函数；

(A3)判断模块根据接收到的所述平均浓度C与报警值比较，：

若所述平均浓度C小于所述报警值，不需报警；

(A4)报警模块根据接收到的提示而发出报警信号。

在上述步骤(A1)中，对所述测量光进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟。在上述步骤(A2)中，所述电子模块根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离d。具体换算方式是本领域的现有技术，在此不再赘述。

根据本发明实施例1达到的益处在于：检测出测量光往返路径上泄漏气体的平均浓度的最小值C，并与报警值相比较，给出结果。有效地防止了分析仪操作人员误入高浓度的有害气体区域中，保护了操作人员的人身安全。

实施例2：

本发明实施例的具有报警功能的气体遥测方法，与实施例1不同的是：

在步骤(A1)中或之前，对定位光源发出的定位光进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，电子模块根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离d。具体换算方式是本领域的现有技术，在此不再赘述。

实施例2：

在所述步骤(A1)中，对所述测量光进行调制并叠加脉冲信号，检测接收到的反射光信号的脉冲信号，所述电子模块对比发射和接收的时间差来计算距离d。

实施例2：

在步骤(A1)中或之前，在定位光源发出的定位光上叠加脉冲信号，检测接收到的反射光信号的脉冲信号，所述电子模块对比发射和接收的时间差来计算距离d。

Claims

1.具有报警功能的气体遥测方法，所述遥测方法包括以下步骤：

C = \frac{2 d \cdot V_{2 f}}{K \cdot V_{1 f} \cdot S (T) \cdot B (P, T)} - b_{0};

(A3)判断模块根据接收到的所述平均浓度C与报警值比较：

若所述平均浓度C小于所述报警值，不需报警；

(A4)报警模块根据接收到的提示而发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的遥测方法，其特征在于：在所述步骤(A1)中，对所述测量光进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟；

3.根据权利要求1所述的遥测方法，其特征在于：对定位光源发出的定位光进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，所述电子模块根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离d。

4.根据权利要求1所述的遥测方法，其特征在于：在所述步骤(A1)中，对所述测量光进行调制并叠加脉冲信号，检测接收到的反射光信号的脉冲信号，所述电子模块对比发射和接收的时间差来计算距离d。

5.根据权利要求1所述的遥测方法，其特征在于：在定位光源发出的定位光上叠加脉冲信号，检测接收到的反射光信号的脉冲信号，所述电子模块对比发射和接收的时间差来计算距离d。

6.根据权利要求1所述的遥测方法，其特征在于：所述测量光源是半导体激光器。