CN107402384A - 一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统 - Google Patents
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Abstract
一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，通过综合监控环境温度及采用UPS供电保障水温，UPS供电不足时自动放水等多重措施保障激光雷达系统的安全运行。包括高功率水冷激光器和激光雷达接收处理系统，所述高功率水冷激光器包括水制冷器，还包括应急电源系统、水温测量控制系统和数据采集决策系统，所述高功率水冷激光器还包括循环水电磁阀，所述应急电源系统、水温测量控制系统及高功率水冷激光器分别与数据采集决策系统连接，所述应急电源系统及高功率水冷激光器分别与水温测量控制系统连接；本发明的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统通过综合分析采集数据和执行措施，保障激光雷达安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测领域，具体涉及一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统。
背景技术
大气臭氧激光雷达对于大气环境监测方面非常重要。臭氧激光雷达通常采用大功率紫外激光器。为了达到理想的功率和光束质量，通常采用内循环水制冷，所以，大气臭氧激光雷达运行在低温环境下遇到断电情况时，就有结冰进而导致机器损害的风险。
发明内容
本发明提出的一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，通过综合监控环境温度及采用UPS供电保障水温，UPS供电不足时自动放水等多重措施保障激光雷达系统的安全运行。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，包括高功率水冷激光器和激光雷达接收处理系统，所述高功率水冷激光器包括水制冷器，还包括应急电源系统、水温测量控制系统和数据采集决策系统，所述高功率水冷激光器还包括循环水电磁阀，所述应急电源系统、水温测量控制系统及高功率水冷激光器分别与数据采集决策系统连接，所述应急电源系统及高功率水冷激光器分别与水温测量控制系统连接；
所述的高功率水冷激光器发射用于测量大气参数的波长，采用内循环水制冷；
激光雷达接收处理系统收集大气后向散射光进行光电转换和采集保存在控制系统中处理显示和保存；
所述的应急电源系统用于激光雷达断电情况下的安全保障系统的用电；
所述的循环水电磁阀用于控制激光器循环水的排放；
数据采集决策系统用于系统环境测量﹑安全运行决策、远程控制和信息传输。
进一步的，所述数据采集决策系统还包括内环境测量系统和外环境测量系统。
进一步的，所述的内环境测量系统包含空调器和温度采集器；
进一步的，所述的水温测量控制系统包含温度传感器和加热器。
进一步的，所述激光雷达接收处理系统包括光电系统。
进一步的，所述应急电源系统采用UPS。
由上述技术方案可知，本发明所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统通过综合分析采集数据和执行措施，保障激光雷达安全运行。
高功率臭氧激光雷达一般采用水制冷方式对激光器进行冷却，在北方地区冬季使用时，水结冰问题和保护问题一直是系统安全运行的一个障碍。本发明综合基于多路环境传感器和UPS电量传感器，采用温度传递模型和多手段执行模式，有效解决了水制冷的高功率臭氧激光雷达的安全保障问题，保障了系统安全性，完全避免了水制冷的高功率臭氧激光雷达的结冰风险，提高系统在北方地区应用的适用性。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的数据采集决策系统的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例一所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，包括
一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，包括高功率水冷激光器和激光雷达接收处理系统，所述高功率水冷激光器包括水制冷器，还包括应急电源系统、水温测量控制系统和数据采集决策系统，所述高功率水冷激光器还包括循环水电磁阀，所述应急电源系统、水温测量控制系统及高功率水冷激光器分别与数据采集决策系统连接，所述应急电源系统及高功率水冷激光器分别与水温测量控制系统连接；
所述的高功率水冷激光器发射用于测量大气参数的波长，采用内循环水制冷；
激光雷达接收处理系统收集大气后向散射光进行光电转换和采集保存在控制系统中处理显示和保存；
所述的应急电源系统用于激光雷达断电情况下的安全保障系统的用电；
所述的循环水电磁阀用于控制激光器循环水的排放；
数据采集决策系统用于系统环境测量﹑安全运行决策、远程控制和信息传输。
所述数据采集决策系统还包括内环境测量系统和外环境测量系统。内环境测量系统设置在仪器舱内，外环境测量系统设置在仪器舱外。
所述的内环境测量系统包含空调器和温度采集器；
所述的水温测量控制系统包含温度传感器和加热器。
所述激光雷达接收处理系统包括光电系统。
所述应急电源系统采用UPS。UPS是(Uninterruptible Power Supply)的简称，为不断电系统。当停电时能够紧急取代市电，供应电力给设备，就如同紧急照明设备一样。但不断电系统的设计更精密，能使市电与电池或变流器之转换时间更短，弥补发电机或其它紧急电源中断时间过长之缺点，不断电系统并不是停电时才会动作，如遇到电压下陷、尖波、电压突波、噪声干扰、高(低)电压瞬时，足以影响设备正常运转的电力质量问题时，不断电系统均会自动稳压滤除噪声，提供给设备稳定且干净的电源环境。由于UPS功能及价格较其它紧急电源供应设备高，故一般均用于保护重要设备，例如计算机设备、监控仪器、消防设备、医疗仪器等，以满足计算机及各种精密仪器对电力质量之严格要求。目前UPS已被各高科技产业，计算机界认定为真正能彻底解决电源问题之必要设备。
如图2所示，本实施例子的数据采集决策系统会根据高功率水冷激光器的电源情况，如果电源断电，数据采集决策系统会发送信号到UPS模块启动UPS模块供电，启动高功率水冷激光器的加热器，保证高功率水冷激光器内的水不会因制冷结冰；可当UPS模块电量不足时，数据采集决策系统会根据数据采集模块即内环境测量系统和外环境测量系统反馈的温度数据来判断有没有结冰风险，如果有结冰风险，数据采集决策系统会发送信号到电磁阀并启动电磁阀打开从而把高功率水冷激光器内的循环水排出，以防结冰损坏系统，之后关闭系统；如果没有结冰风险，因UPS模块电量不足则不用排水，直接关闭系统停止工作，从而保证了系统的安全。
综上可知，正常条件下，高功率臭氧激光雷达采用市电，激光雷达接收处理系统按照指定程序运行，测量大气数据并按照要求处理保存和上传。当遇到市电断电时，本实施例的安全运行系统探测到断电信息，首先启动数据采集决策系统，然后控制UPS对系统进行供电，再次安全运行系统停止激光雷达接收处理系统的工作，再次安全运行系统把采集的水温和内外环境温度信息传递给数据采集决策系统，再次数据采集决策系统根据系统数据和UPS电量信息，对加热器和循环水电磁阀进行控制。整个安全运行系统保证了系统的安全运行。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，包括高功率水冷激光器和激光雷达接收处理系统，所述高功率水冷激光器包括水制冷器，其特征在于：还包括应急电源系统、水温测量控制系统和数据采集决策系统，所述高功率水冷激光器还包括循环水电磁阀，所述应急电源系统、水温测量控制系统及高功率水冷激光器分别与数据采集决策系统连接，所述应急电源系统及高功率水冷激光器分别与水温测量控制系统连接；
所述的高功率水冷激光器发射用于测量大气参数的波长，采用内循环水制冷；
激光雷达接收处理系统收集大气后向散射光进行光电转换和采集保存在控制系统中处理显示和保存；
所述的应急电源系统用于激光雷达断电情况下的安全保障系统的用电；
所述的循环水电磁阀用于控制激光器循环水的排放；
数据采集决策系统用于系统环境测量﹑安全运行决策、远程控制和信息传输。
2.根据权利要求1所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，其特征在于：所述数据采集决策系统还包括内环境测量系统和外环境测量系统。
3.根据权利要求2所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，其特征在于：所述的内环境测量系统包含空调器和温度采集器。
4.根据权利要求3所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，其特征在于：所述的水温测量控制系统包含温度传感器和加热器。
5.根据权利要求4所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，其特征在于：所述激光雷达接收处理系统包括光电系统。
6.根据权利要求5所述的高功率臭氧激光雷达的安全防护系统，其特征在于：所述应急电源系统采用UPS。
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| CN205899285U (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-18 | 安徽省安光环境光学工程技术研究中心有限公司 | 气溶胶激光雷达系统采集控制器 |
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