CN104101571A - 一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置涉及信息技术，尤其是信息技术中光电气体检测技术，本发明包括激光测距模块、激光检测浓度模块、激光反射板、显示电路模块、按键电路板、电源模块、报警模块以及中央数据存储，利用上述系统实现现场泄漏点浓度和距离的数据采集方法。本发明能够获得现场的监测浓度及泄漏点和监测点之间的距离，实现同步环境甲烷浓度、距离的数据采集，具有检测点多，显示距离，调试方便，成本低，效率高的特点。

Description

一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置

技术领域

本发明涉及信息技术，尤其是光电技术中的气体检测技术。

背景技术

常用的可燃气体探测器主要分为手持式探测器，单点式探测器，多点式探测器。手持式探测器主要应用于进行日常安全生产维护、维修工作。单点式探测器主要应用于单一区域的监测，多用于家庭。多点式主要用于大区域的监测，在工业生产或大面积的民用建筑中使用。但是当检测区域面积很大时，多点式探测器由于对每一个检测点安装检测器件时都需要单独布线，使安装布线的工作量和材料消耗量随检测点的增加而急剧增大，并且调试工作非常繁琐。本发明首次将浓度检测功能模块与激光测距模块应用于气体检测技术领域，综上述遇到的问题，将浓度检测激光器垂直对准到激光反射板上，即光束路径经过泄漏检测区，激光测距模块输出观察目标距离。

诸如上述的甲烷气体或可燃气体其他大型应用场所，均出现上述安全类问题。因此，利用激光测距模块、激光浓度检测模块，在检测浓度报警同时检测目标泄漏点距离，实现现场同步检测甲烷气体泄漏浓度和目标泄漏点距离的功能，重点检测区域，各重点泄漏检测点上挂置激光反射板，以利于获取更好的检测效果、检测目标距离。如何在甲烷气体检测时既能发现泄漏点又可检测出距离，能够安全、高效直接判断大型应用场所中甲烷气体的泄漏范围、距离位置，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述遇到的问题，提供一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置，利用激光测距模块、激光浓度检测模块，在检测浓度报警同时检测目标泄漏点距离，实现现场同步检测甲烷气体泄漏浓度和目标泄漏点距离的功能，重点检测区域，各重点泄漏检测点上挂置激光反射板，利于接收激光反射板的反射光源，便于查找气体泄漏点，不会产生由于错过泄漏点导致的爆炸等危险，最大限度的减少了安全隐患节点，同时能够快速实现对甲烷泄漏范围、浓度、距离的判断，并显示于监测显示模块，适应石油生产现场的要求。 

本发明提供一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置，包括：激光测距模块、激光检测浓度模块、激光反射板、显示电路模块、按键电路板、电源模块、报警模块以及中央数据存储，其中，激光反射板安装在可能发生甲烷气体泄漏的重点检查区域上；激光测距模块包括测距激光器，测距光接收器，计时器；激光浓度模块包括浓度激光器，浓度光接收器，数字模块，主电路板；

激光检测浓度模块由甲烷浓度探测激光器输出激光信号通过激光反射板反射光信号；浓度探测光接收器接收激光反射板反射的激光信号；数字模块处理光接收器接收的激光信号；主电路板根据数字模块输出的信号确定检测点浓度；

激光测距模块由测距激光器输出激光信号通过激光反射板反射光信号；测距光接收器接收激光反射板反射的激光信号；计时器处理测距光接收器接收的激光信号确定检测泄漏点距离并记录检测时间；

显示电路显示现场检测浓度及距离数据；

按键电路板控制整系统装置的功能实现；

电源模块给激光测距模块和激光检测浓度模块及装置供电；

报警模块接收激光测距模块和激光检测浓度模块的报警信号；

中央数据存储保存浓度和距离的检测数据；

本发明提供的实施步骤如下：

①激发浓度激光信号，将所述激光信号对准反射板；

②当所述激发激光光束的光路经过可能发生甲烷气体泄漏的重点检查区域上的激光反射板时，即激光反射板反射经过甲烷泄漏检测区的激光光束时，浓度探测光接收器接收经过甲烷泄漏检测区的反射激光光束，得到目标激光信号；

③数字模块分析所述目标激光信号的光谱，主电路板根据目标激光信号的光谱变化显示出甲烷的浓度值，判定甲烷泄漏检测区是否有甲烷泄漏，其中，激光光束路径长度决定检测浓度值，浓度值是光束路径浓度距离长度的浓度平均值；

④激光检测浓度模块判定有甲烷泄漏的情况下，同一时间激光测距模块发射所述测距激光光束，其中，所述测距激光光束的光路经过激光浓度检测模块判断的甲烷气体泄漏点上的激光反射板；激光反射板反射经过甲烷检测泄漏点的激光光束；

⑤测距光接收器接收经过甲烷检测泄漏点的反射激光光束，得到目标激光信号；

⑥计时器分析所述目标激光信号的时间，根据目标激光信号的时间长短变化显示模块显示出泄漏点的距离值，判定甲烷检测泄漏点的距离；

⑦激光测距模块确定泄漏点与检测模块距离，由报警模块发出浓度报警信号及泄漏点距离位置；

⑧浓度报警信号产生时中央数据存储记录浓度检测数据值和检测距离数据值。

 有益效果

区别于背景技术，本发明提供一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置，本发明能够获得现场的监测浓度及泄漏点和监测点之间的距离，实现同步环境甲烷浓度、距离的数据采集。设置了激光测距模块在激光甲烷气体检测装置上，利用激光光束路径长度决定检测浓度值，浓度值是光束路径浓度距离长度的浓度平均值，激光甲烷浓度检测模块检测到浓度并发出报警信号，接收激光反射板的反射光源，检测点多，显示距离、调试方便，成本低，效率高。本发明通过激光测距模块和激光浓度检测模块之间传输光报警信号。且激光光柱是无源探测体，利用激光测距模块、激光浓度检测模块，在检测浓度报警同时检测目标泄漏点距离，实现现场同步检测甲烷气体泄漏浓度和目标泄漏点距离的功能，重点检测区域，各重点泄漏检测点上挂置激光反射板，以利于获取更好的检测效果。完全符合石油气站、检验站或气罐站应用中检测的需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。请参阅图1，本实施方式提供了一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置，包括：激光测距模块1、激光检测浓度模块5、显示电路模块11、按键电路板12、电源模块13、报警模块14以及中央数据存储15，其中，激光反射板10安装在可能发生甲烷气体泄漏的重点检查区域上；

所述激光检测浓度模块5由甲烷浓度探测激光器6输出激光信号通过激光反射板10反射光信号；所述浓度探测光接收器7接收激光反射板10反射的激光信号；所述数字模块8处理光接收器7接收的激光信号；所述主电路板9根据数字模块8输出的信号确定检测点浓度；所述激光测距模块1由测距激光器2输出激光信号通过激光反射板10反射光信号；所述测距光接收器3接收激光反射板10反射的激光信号；所述计时器4处理测距光接收器3接收的激光信号确定检测泄漏点距离。

具体的，所述显示电路11显示现场检测浓度及距离数据；所述按键电路板12控制整系统装置的功能实现；所述电源模块13给激光测距模块1和激光检测浓度模块5及装置供电；所述报警模块14接收激光测距模块1和激光检测浓度模块5的报警信号；所述中央数据存储15保存浓度和距离的检测数据。

请参阅图2，本实施方式提供一种具有激光测距功能的甲烷气体检测方法及装置，该方法起始于步骤S401，激发浓度激光信号，将所述激光信号对准反射板；发射所述激发激光光束，其中，所述激发激光光束的光路经过可能发生甲烷气体泄漏的重点检查区域上的反射板。

步骤S402，反射经过甲烷泄漏检测区的激光光束；接收经过甲烷泄漏检测区的反射激光光束，得到目标激光信号；

步骤S403，分析所述目标激光信号的光谱，根据目标激光信号的光谱变化显示模块显示出甲烷的浓度值，判定甲烷泄漏检测区是否有甲烷泄漏，其中，激光光束路径长度决定检测浓度值，浓度值是光束路径浓度距离长度的浓度平均值；

步骤S404，并在判定有甲烷泄漏的情况下，同一时间激光测距模块发射所述测距激光光束，其中，所述测距激光光束的光路经过激光浓度检测模块判断的甲烷气体泄漏点上的反射板；

步骤S405，反射经过甲烷检测泄漏点的激光光束；接收经过甲烷检测泄漏点的反射激光光束，得到目标激光信号。

步骤S406，分析所述目标激光信号的时间，根据目标激光信号的时间长短变化显示模块显示出泄漏点的距离值，判定甲烷检测泄漏点的距离。

步骤S407，激光测距模块确定泄漏点与检测模块距离，由报警模块发出浓度报警信号及泄漏点距离位置；在中央数据存储中拷出浓度检测数据值和检测距离数据值。

具体的，甲烷浓度超出报警值时，检测浓度模块和测距模块发出报警信号，显示控制将浓度、距离显示于显示屏。工作人员依据报警信号采取安全措施。

在本实施方式中，利用激光光束路径长度决定浓度值，浓度值是光束路径浓度距离长度平均值浓度，因此激光测距模块和激光浓度检测模块在检测浓度报警同时检测目标泄漏点距离，实现现场同步检测甲烷气体泄漏浓度和目标泄漏点距离的功能，重点检测区域，各重点泄漏检测点上挂置激光反射板，利于接收激光反射板的反射光源，便于查找气体泄漏点。完全符合油田作业区应用中检测的需求，能够解决背景技术中提到的问题。本领域技术人员应该理解的是，其他类似的大型场所的甲烷气体检测均可应用本发明的技术方案，还可以广泛的应用在厂矿企业、大型油田油库等需要重点加强监控、防范等所有室内外环境。当然对于其他需要监测的气体如CO，SO₂等，也可根据本发明的思想进行变换，属于本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (2)

1.一种具有激光测距功能的甲烷气体检测装置，包括：激光测距模块、激光检测浓度模块、激光反射板、显示电路模块、按键电路板、电源模块、报警模块以及中央数据存储，其中，激光反射板安装在可能发生甲烷气体泄漏的重点检查区域上；激光测距模块包括测距激光器，测距光接收器，计时器；激光浓度模块包括浓度激光器，浓度光接收器，数字模块，主电路板；

激光检测浓度模块由甲烷浓度探测激光器输出激光信号通过激光反射板反射光信号；浓度探测光接收器接收激光反射板反射的激光信号；数字模块处理光接收器接收的激光信号；主电路板根据数字模块输出的信号确定检测点浓度；

激光测距模块由测距激光器输出激光信号通过激光反射板反射光信号；测距光接收器接收激光反射板反射的激光信号；计时器处理测距光接收器接收的激光信号确定检测泄漏点距离并记录检测时间；

显示电路显示现场检测浓度及距离数据；

按键电路板控制整系统装置的功能实现；

电源模块给激光测距模块和激光检测浓度模块及装置供电；

报警模块接收激光测距模块和激光检测浓度模块的报警信号；

中央数据存储保存浓度和距离的检测数据；

本发明提供的实施步骤如下：

①激发浓度激光信号，将所述激光信号对准反射板；

②当所述激发激光光束的光路经过可能发生甲烷气体泄漏的重点检查区域上的激光反射板时，即激光反射板反射经过甲烷泄漏检测区的激光光束时，浓度探测光接收器接收经过甲烷泄漏检测区的反射激光光束，得到目标激光信号；

③数字模块分析所述目标激光信号的光谱，主电路板根据目标激光信号的光谱变化显示出甲烷的浓度值，判定甲烷泄漏检测区是否有甲烷泄漏，其中，激光光束路径长度决定检测浓度值，浓度值是光束路径浓度距离长度的浓度平均值；

④激光检测浓度模块判定有甲烷泄漏的情况下，同一时间激光测距模块发射所述测距激光光束，其中，所述测距激光光束的光路经过激光浓度检测模块判断的甲烷气体泄漏点上的激光反射板；激光反射板反射经过甲烷检测泄漏点的激光光束；

⑤测距光接收器接收经过甲烷检测泄漏点的反射激光光束，得到目标激光信号；

⑥计时器分析所述目标激光信号的时间，根据目标激光信号的时间长短变化显示模块显示出泄漏点的距离值，判定甲烷检测泄漏点的距离；

⑦激光测距模块确定泄漏点与检测模块距离，由报警模块发出浓度报警信号及泄漏点距离位置；

⑧浓度报警信号产生时中央数据存储记录浓度检测数据值和检测距离数据值。

2.根据权利要求1所述的一种具有激光测距功能的甲烷气体检测装置的特征在于，能够获得现场的监测浓度及泄漏点和监测点之间的距离，实现同步环境甲烷浓度、距离的数据采集；一种具有激光测距功能的甲烷气体检测装置设置了激光测距模块在激光甲烷气体检测装置上，利用激光光束路径长度决定检测浓度值，浓度值是光束路径浓度距离长度的浓度平均值，激光甲烷浓度检测模块检测到浓度并发出报警信号，接收激光反射板的反射光源，检测点多，能显示距离；一种具有激光测距功能的甲烷气体检测装置通过激光测距模块和激光浓度检测模块之间传输光报警信号，且激光光柱是无源探测体，利用激光测距模块、激光浓度检测模块，在检测浓度报警同时检测目标泄漏点距离，实现现场同步检测甲烷气体泄漏浓度和目标泄漏点距离的功能，重点检测区域，各重点泄漏检测点上挂置激光反射板。