CN110567913A - 一种激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法，包括激光驱动器、可调谐二极管激光发生器、气体样品池、激光接收单元、带多路电信号输出的光/电信号转换器、锁相放大器、跟踪定位控制单元、数据处理单元、报警显示单元和调Q电光开关，采用光谱吸收技术，不但可以检测气体浓度，还增加了利用气体浓度梯度实现气体方位跟踪，同时引入了激光调Q技术发射激光脉冲测距，实现定位功能，使用可调谐二极管激光发生器，实现波长调制发射连续激光精确测量气体浓度梯度值用于跟踪气体方位，又可发射脉冲激光测距定，避免了传统的激光发生器发射不同种类激光，需要采用不同激光器造成的高成本、体积大等缺陷。

Description

一种激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法
技术领域
本发明涉及到一种气体漏源搜索定位系统及方法，特别涉及一种激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法。
背景技术
石油化工油气站场(或装置)、油气长输管道站场，在生产运行过程中，可能存在可燃气体或有毒气体泄漏的危险，一但泄漏，如不及时发现，采取措施，极易引发火灾、爆炸、中毒等恶性事故，造成人身伤亡和重大经济损失。
石油化工装置目前采用的激光气体探测器(检测仪)，均采用了吸收光谱技术，有采用三角波或锯齿波的直接吸收光谱气体检测技术，或各类波长调制吸收光谱气体检测技术等。一般由激光发射装置、已知样品气体、激光接收装置、激光探测器、分析计算和数据处理单元等组成，这些检测技术虽然避免了点式探测器存在的使用寿命短、灵敏度低、探测范围窄等缺陷，但是，该检测技术只能探测某个区域内气体泄漏浓度，不能识别气体泄漏源位置，不利于早发现安全隐患，及时处理，保证生产安全。
随着安全生产越来越受到生产部门的重视，一种具有使用寿命长、标定周期长、探测范围宽、误报率低，采用激光吸收光谱检测气体浓度技术的开路式气体探测器在大空间区域得到较广泛的应用。
现有的基于光谱吸收技术的激光光谱气体检测仪虽然可以实现对一定范围内自由空间气体泄漏浓度的检测，但对此范围内的气体具体泄漏源方位无法识别，更无法确定气体距离。只能检测气体扩散浓度不能确定泄漏源位置的缺陷，原因是利用激光发射装置发射连续激光检测气体，虽然有些装置采用调谐波长调制技术，经过锁相放大器经过反演计算得到气体浓度，只是提高了抗干扰能力和测量准确度。由于连续激光无法实现距离的测量,所以现有光谱吸收技术不能测量收发装置到目标气体泄漏源的距离，无法实现定位，需要采用专用仪器人工检查才能发现泄漏源位置，不利于尽快发现危险，及时维修、解决安全隐患、恢复生产。尤其人工检查时，存在一定的人身安全隐患。
利用激光吸收光谱技术搜素气体定位技术，是目前防止事故发生、保证安全生产的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法，具有采用光谱吸收技术，可以检测气体浓度，还增加了利用气体浓度梯度实现气体方位跟踪，同时引入了激光调Q技术发射激光脉冲测距，实现定位功能，避免了传统的激光发生器发射不同种类激光，需要采用不同激光器造成的高成本、体积大等缺陷的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光光谱气体漏源搜索定位系统，包括激光驱动器、可调谐二极管激光发生器、气体样品池、激光接收单元、带多路电信号输出的光/电信号转换器、锁相放大器、跟踪定位控制单元、数据处理单元、报警显示单元和调Q电光开关，激光驱动器的激光驱动端面朝向可调谐二极管激光发生器的激光入射端，可调谐二极管激光发生器激光信号发射端面朝向气体样品池激光信号输入端，当发射激光脉冲串条件下，可调谐二极管激光发生器激光信号发射端还朝向光/电信号转换器激光信号输入端；
所述气体样品池激光信号出口朝向激光接收单元的激光信号输入端，激光接收单元的激光信号输出端朝向光/电信号转换器激光信号输入端，光/电信号转换器一路电信号输出端朝向锁相放大器信号输入端，另一路电信号输出端朝向跟踪定位控制单元的跟踪定位控制器、计时计数器、整形放大器输入端，锁相放大器信号输出端和跟踪定位控制单元信号输出端朝向数据处理单元信号输入端；数据处理单元信号输出端朝向报警显示单元的信号输入端。
所述的激光驱动器带有电流驱动模块和温度控制功能，控制可调谐二极管激光发生器工作温度和电流变化，进行输出波长调制，在调Q电光开关作用下，可驱动可调谐二极管激光发生器发射脉冲激光串；
所述的可调谐二极管激光发生器在在激光调Q电光开关激励下，激光驱动器驱动该设备输出一束波长和光强随驱动电流变化的光信号，通过控制注入电流和温度进行波长调制；
所述的气体样品池为密闭容器室，设置激光入射口和出射口，里面为已知浓度的待测气体；
所述的激光接收单元接受调谐激光的光波连续照射气体样品池待测气体后的激光信号在调Q电光开关作用下，接受脉冲激光串光波照射气体样品池待测气体后的激光信号；
所述的光/电信号转换器将采集携带有气体信息的光信号转换为电信号并经放大后送到锁相放大器或跟踪定位控制单元进行处理；
所述的锁相放大器对光/电信号转换器上述信号进行相敏检测，实现带宽和相位调节，得到符合要求的二次谐波信号输出给数据处理单元；
所述的跟踪定位控制单元包括跟踪定位控制器、整形放大器、时点计数器，根据检测的气体浓度梯度实现跟踪，利用最大浓度信号触发激光发射装置发射脉冲激光串，并输出信号给数据处理单元，跟踪定位控制器根据检测的气体浓度信号自动跟踪气体方位，或控制带双坐标的云台动作跟踪气体方位，接受光/电信号转换器来自激光接收单元的脉冲激光电信号控制计时计数器的时点判别电路产生“结束脉冲”停止计数，激光发射装置的调Q电光开关停止发射脉冲激光，电流发生器注入电流激光器再开始发射连续调谐激光，带双坐标伺服机构的云台跟踪气体方位动作，并连续输出气体方位角坐标信息给跟踪定位控制器，经过自测、偏移补偿、分析计算，得到三维空间距离，实现自动定位，整形放大器对经光/电信号转换器发送的激光脉冲电信号进行放大处理，给计时计数器的时点判别电路产生“起始脉冲”，识别并开始计时计数；
所述的数据处理单元可采用嵌入式逻辑控制器或其他微处理器，将检测所得到的二次谐波信号，采用平均法进行抑制噪声处理，同时利用线性拟合法进行浓度反演计算，得到准确的气体浓度梯度信号和最大浓度信号，均输出给定位控制单元的定位控制器跟踪气体识别方位，触发调Q电光开关发射脉冲激光串，同时将采集到的相关信号，经过分析计算，得到被测气体泄漏方位和距离值；
所述的报警显示单元可采用盘装仪表或触摸屏、监视器等，用于气体浓度显示、报警及被测气体距离显示；
所述的激光调Q电光开关用于触发激光发射器产生脉冲激光。
进一步地，激光驱动器、可调谐二极管激光发生器和调Q电光开关置于激光发射装置谐振腔内。
进一步地，由激光驱动器驱动该设备发射一束10-8秒量级、脉宽10-20ns激光脉冲串，从脉冲激光收发装置到气体样品池之间距离为R，激光脉冲往返经过的时间为t，光在空气中传播的速度为c，则测距公式如下：R＝ct/2。
本发明提供另一技术方案，一种激光光谱气体漏源搜索定位系统的方法，包括以下步骤：
S1：激光驱动器控制可调谐二极管激光发生器工作温度不变和电流连续变化，进行输出波长调制，经调制的调谐激光光波照射气体样品池的待测气体后，某些波长被吸收后的激光信号由激光接收单元接受；
S2：光/电信号转换器将激光接收单元采集的携带有气体信息的光信号转换为电信号并经放大后，给锁相放大器进行频率和相位调节，得到符合要求的二次谐波信号输出给数据处理单元；
S3：利用线性拟合法进行分析反演计算从而得到准确的气体浓度，同时将相邻测量浓度值进行梯度计算后的信号输出给跟踪定位控制单元的定位控制器控制带双坐标伺服机构的云台识别跟踪气体方位，通过对多次测量浓度值的梯度比较、分析得到最大浓度值信号，再输出给跟踪定位控制单元的定位控制器，定位控制器根据检测的最大气体浓度值，触发调Q电光开关发射脉冲激光串到气体样品池，从中提取部分主波送到光/电信号转换器进行光电转化为电信号给整形放大器放大处理，触发计时计数器开始计数；
S4：当光/电信号转换器接受到来自激光接收单元的脉冲激光信号，并经过光电转换成电信号给跟踪定位控制单元的定位控制器时，控制计时计数器停止计数、控制调Q电光开关停止发射脉冲激光、控制可调谐二极管激光器发生器再开始发射连续调谐激光到气体样品池的待测气体测量气体浓度，周而复始；
S5：跟踪定位控制单元将接收到的激光脉冲发射到气体样品池发射峰值功率及返回激光接受的接受峰值功率等信号传输到数据处理单元进行融合计算，得到被测气体泄漏方位和距离值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法，采用光谱吸收技术，不但可以检测气体浓度，还增加了利用气体浓度梯度实现气体方位跟踪，同时引入了激光调Q技术发射激光脉冲测距，实现定位功能，克服了现有激光光谱气体检测仪只能检测一定范围内的气体浓度，不能对气体进行跟踪定位的缺点，采用激光波长调制技术得到曲线稳定性和线型状态俱佳的二次谐波信号作为检测信号，提高了测量精度，采用平均法进行抑制噪声处理，使用一个可调谐二极管激光发生器，即实现波长调制发射连续激光精确测量气体浓度梯度值用于跟踪气体方位，又可发射脉冲激光测距定，避免了传统的激光发生器发射不同种类激光，需要采用不同激光器造成的高成本、体积大等缺陷。
附图说明
图1为本发明的整体机构图。
图中：1、激光驱动器；2、可调谐二极管激光发生器；3、气体样品池；4、激光接收单元；5、光/电信号转换器；6、锁相放大器；7、跟踪定位控制单元；8、数据处理单元；9、报警显示单元；10、调Q电光开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚；完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种激光光谱气体漏源搜索定位系统，包括激光驱动器1、可调谐二极管激光发生器2、气体样品池3、激光接收单元4、带多路电信号输出的光/电信号转换器5、锁相放大器6、跟踪定位控制单元7、数据处理单元8、报警显示单元9和调Q电光开关10，激光驱动器1的激光驱动端面朝向可调谐二极管激光发生器2的激光入射端，可调谐二极管激光发生器2激光信号发射端面朝向气体样品池3激光信号输入端，当发射激光脉冲串条件下，可调谐二极管激光发生器2激光信号发射端还朝向光/电信号转换器5激光信号输入端；
所述气体样品池3激光信号出口朝向激光接收单元4的激光信号输入端，激光接收单元4的激光信号输出端朝向光/电信号转换器5激光信号输入端，光/电信号转换器5一路电信号输出端朝向锁相放大器6信号输入端，另一路电信号输出端朝向跟踪定位控制单元7的跟踪定位控制器、计时计数器、整形放大器输入端，锁相放大器6信号输出端和跟踪定位控制单元7信号输出端朝向数据处理单元信号8输入端；数据处理单元信号8输出端朝向报警显示单元9的信号输入端。
激光驱动器1带有电流驱动模块和温度控制功能，控制可调谐二极管激光发生器2工作温度和电流变化，进行输出波长调制，在调Q电光开关作用下，可驱动可调谐二极管激光发生器发射脉冲激光串；
可调谐二极管激光发生器2在在激光调Q电光开关10激励下，激光驱动器1驱动该设备输出一束波长和光强随驱动电流变化的光信号，通过控制注入电流和温度进行波长调制，由激光驱动器1驱动该设备发射一束10-8秒量级、脉宽10-20ns激光脉冲串，从脉冲激光收发装置到气体样品池3之间距离为R，激光脉冲往返经过的时间为t，光在空气中传播的速度为c，则测距公式如下：R＝ct/2；
气体样品池3为密闭容器室，设置激光入射口和出射口，里面为已知浓度的待测气体；
激光接收单元4接受调谐激光的光波连续照射气体样品池3待测气体后的激光信号在调Q电光开关10作用下，接受脉冲激光串光波照射气体样品池3待测气体后的激光信号；
光/电信号转换器5将采集携带有气体信息的光信号转换为电信号并经放大后送到锁相放大器6或跟踪定位控制单元7进行处理；
锁相放大器6对光/电信号转换器5上述信号进行相敏检测，实现带宽和相位调节，得到符合要求的二次谐波信号输出给数据处理单元；
跟踪定位控制单元7包括跟踪定位控制器、整形放大器、时点计数器，根据检测的气体浓度梯度实现跟踪，利用最大浓度信号触发激光发射装置发射脉冲激光串，并输出信号给数据处理单元8，跟踪定位控制器根据检测的气体浓度信号自动跟踪气体方位，或控制带双坐标的云台动作跟踪气体方位，接受光/电信号转换器5来自激光接收单元4的脉冲激光电信号控制计时计数器的时点判别电路产生“结束脉冲”停止计数，激光发射装置的调Q电光开关10停止发射脉冲激光，电流发生器注入电流激光器再开始发射连续调谐激光，带双坐标伺服机构的云台跟踪气体方位动作，并连续输出气体方位角坐标信息给跟踪定位控制器，经过自测、偏移补偿、分析计算，得到三维空间距离，实现自动定位，整形放大器对经光/电信号转换器5发送的激光脉冲电信号进行放大处理，给计时计数器的时点判别电路产生“起始脉冲”，识别并开始计时计数；
数据处理单元8可采用嵌入式逻辑控制器或其他微处理器，将检测所得到的二次谐波信号，采用平均法进行抑制噪声处理，同时利用线性拟合法进行浓度反演计算，得到准确的气体浓度梯度信号和最大浓度信号，均输出给定位控制单元8的定位控制器跟踪气体识别方位，触发调Q电光开关10发射脉冲激光串，同时将采集到的相关信号，经过分析计算，得到被测气体泄漏方位和距离值；
报警显示单元9可采用盘装仪表或触摸屏、监视器等，用于气体浓度显示、报警及被测气体距离显示；
激光调Q电光开关10用于触发激光发射器产生脉冲激光，激光驱动器1、可调谐二极管激光发生器2和调Q电光开关10置于激光发射装置谐振腔内。
本发明提供另一技术方案，一种激光光谱气体漏源搜索定位系统的方法，包括以下步骤：
步骤一：激光驱动器1控制可调谐二极管激光发生器2工作温度不变和电流连续变化，进行输出波长调制，经调制的调谐激光光波照射气体样品池3的待测气体后，某些波长被吸收后的激光信号由激光接收单元4接受；
步骤二：光/电信号转换器5将激光接收单元4采集的携带有气体信息的光信号转换为电信号并经放大后，给锁相放大器6进行频率和相位调节，得到符合要求的二次谐波信号输出给数据处理单元8；
步骤三：利用线性拟合法进行分析反演计算从而得到准确的气体浓度，同时将相邻测量浓度值进行梯度计算后的信号输出给跟踪定位控制单元7的定位控制器控制带双坐标伺服机构的云台识别跟踪气体方位，通过对多次测量浓度值的梯度比较、分析得到最大浓度值信号，再输出给跟踪定位控制单元7的定位控制器，定位控制器根据检测的最大气体浓度值，触发调Q电光开关10发射脉冲激光串到气体样品池3，从中提取部分主波送到光/电信号转换器5进行光电转化为电信号给整形放大器放大处理，触发计时计数器开始计数；
步骤四：当光/电信号转换器5接受到来自激光接收单元4的脉冲激光信号，并经过光电转换成电信号给跟踪定位控制单元7的定位控制器时，控制计时计数器停止计数、控制调Q电光开关10停止发射脉冲激光、控制可调谐二极管激光器发生器2再开始发射连续调谐激光到气体样品池3的待测气体测量气体浓度，周而复；
步骤五：跟踪定位控制单元7将接收到的激光脉冲发射到气体样品池3发射峰值功率及返回激光接受的接受峰值功率等信号传输到数据处理单元8进行融合计算，得到被测气体泄漏方位和距离值。
采用光谱吸收技术，不但可以检测气体浓度，还利用气体浓度梯度实现气体方位跟踪，同时引入了激光调Q技术发射激光脉冲测距，实现定位功能，采用光谱吸收技术，不但可以检测气体浓度，还增加了利用气体浓度梯度实现气体方位跟踪，同时引入了激光调Q技术发射激光脉冲测距，实现定位功能，克服了现有激光光谱气体检测仪只能检测一定范围内的气体浓度，不能对气体进行跟踪定位的缺点，采用激光波长调制技术得到曲线稳定性和线型状态俱佳的二次谐波信号作为检测信号，提高了测量精度，采用平均法进行抑制噪声处理，同时利用线性拟合法进行浓度反演计算，得到准确的气体浓度梯度值；激光发射单元集成了激光驱动器1、可调谐二极管激光发生器2和调Q电光开关10，具有结构紧凑、体积小，功能全特点；使用一个可调谐二极管激光发生器2，即实现波长调制发射连续激光精确测量气体浓度梯度值用于跟踪气体方位，又可发射脉冲激光测距定，避免了传统的激光发生器发射不同种类激光，需要采用不同激光器造成的高成本、体积大等缺陷。
综上所述，本激光光谱气体漏源搜索定位系统及方法，采用光谱吸收技术，不但可以检测气体浓度，还增加了利用气体浓度梯度实现气体方位跟踪，同时引入了激光调Q技术发射激光脉冲测距，实现定位功能，克服了现有激光光谱气体检测仪只能检测一定范围内的气体浓度，不能对气体进行跟踪定位的缺点，采用激光波长调制技术得到曲线稳定性和线型状态俱佳的二次谐波信号作为检测信号，提高了测量精度，采用平均法进行抑制噪声处理，使用一个可调谐二极管激光发生器2，即实现波长调制发射连续激光精确测量气体浓度梯度值用于跟踪气体方位，又可发射脉冲激光测距定，避免了传统的激光发生器发射不同种类激光，需要采用不同激光器造成的高成本、体积大等缺陷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种激光光谱气体漏源搜索定位系统，其特征在于，包括激光驱动器(1)、可调谐二极管激光发生器(2)、气体样品池(3)、激光接收单元(4)、带多路电信号输出的光/电信号转换器(5)、锁相放大器(6)、跟踪定位控制单元(7)、数据处理单元(8)、报警显示单元(9)和调Q电光开关(10)，激光驱动器(1)的激光驱动端面朝向可调谐二极管激光发生器(2)的激光入射端，可调谐二极管激光发生器(2)激光信号发射端面朝向气体样品池(3)激光信号输入端，当发射激光脉冲串条件下，可调谐二极管激光发生器(2)激光信号发射端还朝向光/电信号转换器(5)激光信号输入端；
所述气体样品池(3)激光信号出口朝向激光接收单元(4)的激光信号输入端，激光接收单元(4)的激光信号输出端朝向光/电信号转换器(5)激光信号输入端，光/电信号转换器(5)一路电信号输出端朝向锁相放大器(6)信号输入端，另一路电信号输出端朝向跟踪定位控制单元(7)的跟踪定位控制器、计时计数器、整形放大器输入端，锁相放大器(6)信号输出端和跟踪定位控制单元(7)信号输出端朝向数据处理单元信号(8)输入端；数据处理单元信号(8)输出端朝向报警显示单元(9)的信号输入端。
所述的激光驱动器(1)带有电流驱动模块和温度控制功能，控制可调谐二极管激光发生器(2)工作温度和电流变化，进行输出波长调制，在调Q电光开关作用下，可驱动可调谐二极管激光发生器发射脉冲激光串；
所述的可调谐二极管激光发生器(2)在在激光调Q电光开关(10)激励下，激光驱动器(1)驱动该设备输出一束波长和光强随驱动电流变化的光信号，通过控制注入电流和温度进行波长调制；
所述的气体样品池(3)为密闭容器室，设置激光入射口和出射口，里面为已知浓度的待测气体；
所述的激光接收单元(4)接受调谐激光的光波连续照射气体样品池(3)待测气体后的激光信号在调Q电光开关(10)作用下，接受脉冲激光串光波照射气体样品池(3)待测气体后的激光信号；
所述的光/电信号转换器(5)将采集携带有气体信息的光信号转换为电信号并经放大后送到锁相放大器(6)或跟踪定位控制单元(7)进行处理；
所述的锁相放大器(6)对光/电信号转换器(5)上述信号进行相敏检测，实现带宽和相位调节，得到符合要求的二次谐波信号输出给数据处理单元；
所述的跟踪定位控制单元(7)包括跟踪定位控制器、整形放大器、时点计数器，根据检测的气体浓度梯度实现跟踪，利用最大浓度信号触发激光发射装置发射脉冲激光串，并输出信号给数据处理单元(8)，跟踪定位控制器根据检测的气体浓度信号自动跟踪气体方位，或控制带双坐标的云台动作跟踪气体方位，接受光/电信号转换器(5)来自激光接收单元(4)的脉冲激光电信号控制计时计数器的时点判别电路产生“结束脉冲”停止计数，激光发射装置的调Q电光开关(10)停止发射脉冲激光，电流发生器注入电流激光器再开始发射连续调谐激光，带双坐标伺服机构的云台跟踪气体方位动作，并连续输出气体方位角坐标信息给跟踪定位控制器，经过自测、偏移补偿、分析计算，得到三维空间距离，实现自动定位，整形放大器对经光/电信号转换器(5)发送的激光脉冲电信号进行放大处理，给计时计数器的时点判别电路产生“起始脉冲”，识别并开始计时计数；
所述的数据处理单元(8)可采用嵌入式逻辑控制器或其他微处理器，将检测所得到的二次谐波信号，采用平均法进行抑制噪声处理，同时利用线性拟合法进行浓度反演计算，得到准确的气体浓度梯度信号和最大浓度信号，均输出给定位控制单元(8)的定位控制器跟踪气体识别方位，触发调Q电光开关(10)发射脉冲激光串，同时将采集到的相关信号，经过分析计算，得到被测气体泄漏方位和距离值；
所述的报警显示单元(9)可采用盘装仪表或触摸屏、监视器等，用于气体浓度显示、报警及被测气体距离显示；
所述的激光调Q电光开关(10)用于触发激光发射器产生脉冲激光。
2.根据权利要求1所述的一种激光光谱气体漏源搜索定位系统，其特征在于，激光驱动器(1)、可调谐二极管激光发生器(2)和调Q电光开关(10)置于激光发射装置谐振腔内。
3.根据权利要求1所述的一种激光光谱气体漏源搜索定位系统，其特征在于，由激光驱动器(1)驱动该设备发射一束10-8秒量级、脉宽10-20ns激光脉冲串，从脉冲激光收发装置到气体样品池(3)之间距离为R，激光脉冲往返经过的时间为t，光在空气中传播的速度为c，则测距公式如下：R＝ct/(2)。
4.如权利要求1所述的一种激光光谱气体漏源搜索定位系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：激光驱动器(1)控制可调谐二极管激光发生器(2)工作温度不变和电流连续变化，进行输出波长调制，经调制的调谐激光光波照射气体样品池(3)的待测气体后，某些波长被吸收后的激光信号由激光接收单元(4)接受；
S2：光/电信号转换器(5)将激光接收单元(4)采集的携带有气体信息的光信号转换为电信号并经放大后，给锁相放大器(6)进行频率和相位调节，得到符合要求的二次谐波信号输出给数据处理单元(8)；
S3：利用线性拟合法进行分析反演计算从而得到准确的气体浓度，同时将相邻测量浓度值进行梯度计算后的信号输出给跟踪定位控制单元(7)的定位控制器控制带双坐标伺服机构的云台识别跟踪气体方位，通过对多次测量浓度值的梯度比较、分析得到最大浓度值信号，再输出给跟踪定位控制单元(7)的定位控制器，定位控制器根据检测的最大气体浓度值，触发调Q电光开关(10)发射脉冲激光串到气体样品池(3)，从中提取部分主波送到光/电信号转换器(5)进行光电转化为电信号给整形放大器放大处理，触发计时计数器开始计数；
S4：当光/电信号转换器(5)接受到来自激光接收单元(4)的脉冲激光信号，并经过光电转换成电信号给跟踪定位控制单元(7)的定位控制器时，控制计时计数器停止计数、控制调Q电光开关(10)停止发射脉冲激光、控制可调谐二极管激光器发生器(2)再开始发射连续调谐激光到气体样品池(3)的待测气体测量气体浓度，周而复；
S5：跟踪定位控制单元(7)将接收到的激光脉冲发射到气体样品池(3)发射峰值功率及返回激光接受的接受峰值功率等信号传输到数据处理单元(8)进行融合计算，得到被测气体泄漏方位和距离值。
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