CN113267451A - 基于tdlas的气体泄漏遥测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了气体泄漏检测技术领域的基于TDLAS技术的气体泄漏遥测系统，包括，所述待测区域的泄漏情况通过激光遥测终端实时监测，所述遥测终端与数据采集网关电性连接，所述待测区域的检测数据共享至本地工作站内，所述本地工作站将监测数据与数据中心共享连接，且所述待测区域的检测数据通过5G基站与移动端共享连接，所述数据中心与遥测系统电性连接；本发明应用TDLAS、物联网、软件、云计算等技术，开发基于TDLAS技术的气体泄露遥测系统，通过探测激光光束路径上目标气体特征吸收来进行测量待测区域内目标气体浓度的变化，实现待测区域内目标气体含量浓度的实时在线检测和精准报警等功能，整个检测系统精度高、覆盖范围大、维护成本低且响应速度块，使用效果好。
Description
技术领域
本发明涉及气体泄漏检测技术领域，具体为基于TDLAS的气体泄漏遥测系统。
背景技术
针对传统的点式可燃气体探测器难以有效监测站场露天工艺区域天然气泄漏的难题，通过对比分析基于超声波检测原理与基于气体光谱吸收检测原理的两类技术在待测区域场的适用性，提出激光技术的露天工艺区泄漏检测方案。激光检测类产品基于半导体激光器的光谱吸收技术，灵敏度较高而且不受其它气体、湿度和灰尘的干扰。将激光探测器与防爆摄像机、云台相集成，研制成适用于站场露天工艺区泄漏检测设备，实现全面覆盖站场工艺区的微小气体泄漏检测，具有高精度、高选择性、响应快、探测距离远等优点。换装不同气体检测模块还可实现对有毒有害气体的检测，可适用于燃气、煤矿、化工等其它行业。在无人值守站场或站场的非巡检时段，始终存在对泄漏进行实时检测的需求。目前常用的固定点式、远程对射式可燃气体探测器存在设置成本高、易受露天环境影响的缺点；为此，我们提出基于TDLAS的气体泄漏遥测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，包括，
待测区域，所述待测区域的泄漏情况通过激光遥测终端实时监测，所述遥测终端采用双舱防爆云台结构，其中双舱防爆云台的一侧安装有激光发射器和接收器，另一侧安装有星光级视频摄像模组，监测到的气体浓度数据与视频图像融合，可实时显示泄露的具体位置及泄漏程度，所述遥测终端与数据采集网关电性连接，所述数据采集网关与云台数据连接，所述待测区域的检测数据共享至本地工作站内，所述本地工作站将监测数据与数据中心共享连接，且所述待测区域的检测数据通过5G基站与移动端共享连接，所述数据中心与遥测系统电性连接。
进一步地，所述遥测系统包括系统管理模块、数据分析模块和报警模块组成，所述系统管理模块用于管理用户和设备的权限和工作数据，所述数据分析模块用于将检测的数据进行实时的分析，并判断数据是否处于正常值，所述报警模块用于在检测数据超标时及时进行报警。
进一步地，所述系统管理模块包括用户管理、权限配置、参数配置、项目管理和设备管理，所述数据分析模块包括记录实时数据、历史数据、生成对应的报表，所述实时数据、历史数据和生成对应的报表均实时存储与存储模块中，所述报警模块包括报警管理和相关数据推送。
进一步地，所述移动端包括机载遥测终端、手持遥测终端和车载遥测终端，所述报警管理包括通过声光报警和通信报警，所述通信报警用于将超标的检测数据通过互联网实时发送至监测终端上。
进一步地，所述遥测终端的中央处理器与数模转换器电性连接，所述数模转换器与信号放大器电性连接，且所述遥测终端的中央处理器与无线传输模块电性连接。
进一步地，所述遥测终端的中央处理器与定位模块电性连接，且所述中央处理器与无线信号发射器电性连接，所述中央处理器与气体检测模块电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明应用TDLAS、物联网、软件、云计算等技术，开发基于TDLAS技术的气体泄漏遥测系统，通过探测激光光束路径上目标气体分子特征吸收来进行测量待测区域内的目标气体浓度的变化，借助通讯技术和软件分析技术，实现待测区域内目标气体含量浓度的实时在线监测和精准报警等功能，且整个检测系统精度高、覆盖范围大、维护成本低且响应速度块，使用效果好。
附图说明
图1为本发明检测系统框图；
图2为本发明遥测系统框图。
图中：101、遥测终端；102、5G基站；103、待测区域；104、本地工作站；105、数据中心；106、数据采集网关；107、云台；108、无线传输模块；109、定位模块；110、数模转换器；111、信号放大器；112、系统管理模块；113、数据分析模块；114、报警模块；115、存储模块。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
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和图2，本发明提供基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，包括，待测区域103，待测区域103的泄漏情况通过激光遥测终端101实时监测，所述遥测终端101采用双舱防爆云台结构，其中双舱防爆云台的一侧安装有激光发射器和接收器，另一侧安装有星光级视频摄像模组，监测到的气体浓度数据与视频图像融合，可实时显示泄露的具体位置及泄漏程度，激光气体监测系统通过光能量的变化实现监测，无需与气体直接接触，不会产生中毒、饱和或漂移等现象。而且在常压条件下，温度和湿度的变化不会影响激光气体监测系统的正常工作，遥测终端101与数据采集网关106电性连接，数据采集网关106与云台107数据连接，探测距离远，搭载全向云台，实现了大范围的主动扫描检测。最远监测距离可以达到1000米，单台监测设备覆盖区域远远超过传统气体监测设备，大大减少了监测设备数量、工程布线、安装工作量。高危险区域、布线困难区域、人员难以到达区域不再是监测盲点，待测区域103的检测数据共享至本地工作站104内，本地工作站104将监测数据与数据中心105共享连接，且待测区域103的检测数据通过5G基站102与移动端共享连接，气体泄漏遥测系统，满足不同场合和工况的气体监测需求。激光探测器将现场气体状态数据通过多种通信方式传输到服务器储存，并实时呈现在后台监测中心、PC终端或移动终端，数据中心105与遥测系统电性连接。
遥测系统包括系统管理模块112、数据分析模块113和报警模块114组成，系统管理模块112用于管理用户和设备的权限和工作数据，数据分析模块113用于将检测的数据进行实时的分析，并判断数据是否处于正常值，报警模块114用于在检测数据超标时及时进行报警。
系统管理模块112包括用户管理、权限配置、参数配置、项目管理和设备管理，数据分析模块113包括记录实时数据、历史数据、生成对应的报表，实时数据、历史数据和生成对应的报表均实时存储与存储模块115中，并与后续通过对数据的分析找出需要解决的问题所在，为后续的气体输送提供保障，且方便后续的数据分析，报警模块114包括报警管理和相关数据推送。
移动端包括机载遥测终端101、手持遥测终端101和车载遥测终端101，用于通过多种终端对待测区域的泄露情况进行实时的监测，报警管理包括通过声光报警和通信报警，通信报警用于将超标的检测数据通过互联网实时发送至监测终端上。
遥测终端101的中央处理器与数模转换器110电性连接，数模转换器110与信号放大器111电性连接，且遥测终端101的中央处理器与无线传输模块108电性连接。
遥测终端101的中央处理器与定位模块109电性连接，用于实时定位出现气体泄漏的位置，便于后续的检修，且中央处理器与无线信号发射器电性连接，用于实时将检测信号发送至监测终端，便于工作人员及时进行相应的操作，中央处理器与气体检测模块电性连接。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，其特征在于：包括，
待测区域（103），所述待测区域（103）的泄漏情况通过激光遥测终端（101）实时监测，所述遥测终端（101）采用双舱防爆云台结构，其中双舱防爆云台的一侧安装有激光发射器和接收器，另一侧安装有星光级视频摄像模组，监测到的气体浓度数据与视频图像融合，可实时显示泄露的具体位置及泄漏程度，所述遥测终端（101）与数据采集网关（106）电性连接，所述数据采集网关（106）与云台（107）数据连接，所述待测区域（103）的检测数据共享至本地工作站（104）内，所述本地工作站（104）将监测数据与数据中心（105）共享连接，且所述待测区域（103）的检测数据通过5G基站（102）与移动端共享连接，所述数据中心（105）与遥测系统电性连接。
2.根据权利要求1所述的基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，其特征在于：所述遥测系统包括系统管理模块（112）、数据分析模块（113）和报警模块（114）组成，所述系统管理模块（112）用于管理用户和设备的权限和工作数据，所述数据分析模块（113）用于将检测的数据进行实时的分析，并判断数据是否处于正常值，所述报警模块（114）用于在检测数据超标时及时进行报警。
3.根据权利要求2所述的基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，其特征在于：所述系统管理模块（112）包括用户管理、权限配置、参数配置、项目管理和设备管理，所述数据分析模块（113）包括记录实时数据、历史数据、生成对应的报表，所述实时数据、历史数据和生成对应的报表均实时存储与存储模块（115）中，所述报警模块（114）包括报警管理和相关数据推送。
4.根据权利要求3所述的基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，其特征在于：所述移动端包括机载遥测终端（101）、手持遥测终端（101）和车载遥测终端（101），所述报警管理包括通过声光报警和通信报警，所述通信报警用于将超标的检测数据通过互联网实时发送至监测终端上。
5.根据权利要求4所述的基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，其特征在于：所述遥测终端（101）的中央处理器与数模转换器（110）电性连接，所述数模转换器（110）与信号放大器（111）电性连接，且所述遥测终端（101）的中央处理器与无线传输模块（108）电性连接。
6.根据权利要求5所述的基于TDLAS的气体泄漏遥测系统，其特征在于：所述遥测终端（101）的中央处理器与定位模块（109）电性连接，且所述中央处理器与无线信号发射器电性连接，所述中央处理器与气体检测模块电性连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210817 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |