CN202393703U - 三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置，它包括数控扫描云台和激光气体检测与控制系统；数控扫描云台包括水平旋转装置、垂直旋转装置和数控扫描云台控制模块；激光气体检测与控制系统安装在垂直旋转装置上；激光气体检测与控制系统包括系统运行控制单元和激光气体检测单元，系统运行控制单元包括微处理器模块、数据传输模块、报警模块和电源模块，激光气体检测单元包括激光发射与接收光学系统、激光器控制模块、光电转换模块和信号解调与处理模块，微处理器模块分别连接数据传输模块、报警模块、数控扫描云台控制模块、激光器控制模块和信号解调与处理模块。该装置具有使用方便、控制灵活、适于大面积监测的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体浓度检测设备，具体的说，涉及了一种三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置。
背景技术
在工厂或者居民区，一旦发生可燃气体、毒气等危险气体的泄露，将会对工作人员或居民的生命、财产造成严重的伤害，因此，这些场所需要实时监测环境的危险气体浓度，以便在发生泄漏的早期及时发现并采取措施，把事故防范于未然，将事故损失降低到最小。
通常，在需要监测的区域放置固定点型的气体探测器，或者通过人工携带检测仪进入监测区域进行危险气体浓度检测；固定点型的气体探测器通常探测范围较小，一个监测区域需要放置很多个探测器，而且，它对放置位置的要求很高，只能探测到探测器周围的环境，另外，该种探测器响应时间长，容易中毒；人工携带检测仪检测，可能会出现人工还没找到泄漏点自身已经被有毒害的危险气体所熏倒，所以，人工去现场检测存在工作人员危险性大、不适于应用的问题。
目前，还没有一种能够大面积、区域性检测危险气体泄漏的装置，为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种结构简单、使用方便、控制灵活、适于大面积监测、高效可靠的三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置，它包括数控扫描云台和激光气体检测与控制系统；其中，所述数控扫描云台包括水平旋转装置、安装在所述水平旋转装置上的垂直旋转装置和分别驱动所述水平旋转装置和所述垂直旋转装置动作的数控扫描云台控制模块；所述激光气体检测与控制系统安装在所述垂直旋转装置上；所述激光气体检测与控制系统包括系统运行控制单元和激光气体检测单元，其中，所述系统运行控制单元包括微处理器模块、数据传输模块、报警模块和电源模块，所述激光气体检测单元包括激光发射与接收光学系统、激光器控制模块、光电转换模块和信号解调与处理模块，所述微处理器模块分别连接所述数据传输模块、所述报警模块、所述数控扫描云台控制模块、所述激光器控制模块和所述信号解调与处理模块。
基于上述，所述激光气体检测与控制系统安装在外筒内，所述外筒安装在所述垂直旋转装置上。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，该三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置通过控制其扫描云台对燃气管网、燃气站、化工厂、建筑等场所进行三维连续扫描，从而实现大面积区域性实时监测，反应速度快，效率高，一旦发生危险气体泄漏，能够快速、准确定位危险气体泄漏位置；该三维云台激光遥测三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置，还可以固定于可移动的设备，如汽车顶部、电动车上进行移动式巡检，特别适用于检测人员无法到达地方的危险气体泄漏检测，利于提高检测效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电路结构框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1和图2所示，一种三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置，它包括数控扫描云台和激光气体检测与控制系统；其中，所述数控扫描云台包括水平旋转装置1、安装在所述水平旋转装置1上的垂直旋转装置2和分别驱动所述水平旋转装置1和所述垂直旋转装置2动作的数控扫描云台控制模块；所述激光气体检测与控制系统安装在外筒3内，所述外筒3安装在所述垂直旋转装置2上。该装置通过控制数控扫描云台沿着水平方向、垂直方向或者其它预先设定的路线旋转，带动激光气体检测单元一起旋转，实现大面积区域性的实时气体泄漏监测。
所述激光气体检测与控制系统包括系统运行控制单元和激光气体检测单元，其中，所述系统运行控制单元包括微处理器模块、数据传输模块、报警模块和电源模块，所述激光气体检测单元包括激光发射与接收光学系统、激光器控制模块、光电转换模块和信号解调与处理模块，所述微处理器模块分别连接所述数据传输模块、所述报警模块、所述数控扫描云台控制模块、所述激光器控制模块和所述信号解调与处理模块；所述电源模块连接各个模块为整个系统供电。
所述系统运行控制单元控制整体系统的运行，所述微处理器模块连接数控扫描云台控制模块，通过向其发送命令实现对数控扫描云台的扫描控制；所述数控扫描云台控制模块主要实现扫描云台按照特定路径进行旋转；所述微处理器模块给数控扫描云台控制模块发送命令，控制数控扫描云台以恒定的或者变化的速度进行旋转，同时带动激光气体检测单元一起旋转扫描；扫描路径可以通过发送不同的命令自由设定，当微处理器模块发送不同的水平夹角、垂直夹角命令给数控扫描云台控制模块时，就能使数控扫描云台照射特定的位置进行检测；当发送一组连续的水平夹角、垂直夹角组合就可以实现一个区域的检测，例如，将一组连续的角度组合转换成命令，发送给数控扫描云台控制模块，就可以使该装置实现对水平0到360度、垂直-50到-20度的一个圆环区域的扫描，扫描完该路径，自动重新开始，进行第二轮扫描，以此循环，从而实现对该区域的实时监测；更换不同的角度矩阵，可以检测不同的区域；这样在安装该装置时，就可以根据现场实际情况，设定好扫描角度矩阵命令，实现针对性的检测。
所述微处理器模块连接数据传输模块，实现数据的实时传输；数据传输模块用于传输数据，可以包括任何一种形式的数据传输，例如GPRS网络通讯、蓝牙通讯模块等无线数据传输模块；可以实时传输气体监测数据及对应的角度组合、报警信息，或者系统设置信息等，实现远程操控。
所述微处理器模块连接报警模块，实现当有气体泄漏时发出声光报警；报警模块包括声光报警或者其他形式的报警，存在危险气体泄漏时，同时发出声音，和光的报警，报警点可以设定；可以通过微处理器模块设置报警声音的音量、频率或者报警灯闪烁的频率等根据气体浓度的不同而不同，提示人员危险气体浓度的大小，有利于快速查找泄漏源。
所述微处理器模块连接激光气体检测单元，实时采集检测到的气体信息，并判断是否存在危险气体泄漏；激光气体检测单元采用先进的激光吸收光谱技术，所述激光发射与接收光学系统包括准直器以及由若干接收透镜、滤光片组成的接收光学系统；所述激光器控制模块包括激光器、波长调制电路和温度控制电路，主要为控制激光器的波长调制、以及激光器的温度控制；所述光电转换模块主要包括光电探测器、光电转换电路及前置放大电路，用于将携带有气体信息的光信号转换为电信号；所述信号解调与处理模块主要包括微弱信号的解调和处理，从带有气体信息的微弱信号中提取出气体信息；激光器控制模块使激光器发出特定波长的激光，恰好处于所测危险气体的特征吸收峰，激光穿过检测区域，照射到墙面、地面、草坪、树等背景物上，发生反射，反射光被透镜所收集汇聚在探测器上，经光电转换，对经过气体吸收的光信号进行信号解调与处理后，得到危险气体的浓度信息。
当检测到危险气体泄漏时，激光气体检测单元将气体浓度信息传送至系统运行控制单元的微处理器，同时微处理器记录该点的角度组合，并控制数据传输模块将该信息上传，控制报警模块进行声光报警，提醒人员注意该区域哪个位置存在危险气体泄漏，以便采取进一步的预防、补救措施，从而有效预防甲烷泄漏事故发生。
该气体泄漏监测装置集发射、接收光学系统于一体，并与数控扫描云台相连，通过控制扫描云台，带动激光气体检测单元对一个区域进行三维连续扫描，从而实现大面积区域性实时气体监测；该装置可以固定于一个确定的位置，检测该区域的危险气体泄漏情况，也可以安装于可移动装置上，如汽车顶部、电动车把手上，进行移动式巡检。
该气体泄漏监测装置的优点：可实现大面积区域性气体泄漏的实时监测，可用于高低压燃气输配管网等的巡检，实现遥测，能够检测人员无法达到的地方，响应速度快、效率高，可以准确、快速定位危险气体泄漏源，采用收、发一体的光学系统设计，使用方便，体积小重量轻、无电火花、安全、抗电磁干扰，具有可调节声光报警，可以根据报警音、报警灯等快速寻找泄漏源。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (2)
1.一种三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置，其特征在于：它包括数控扫描云台和激光气体检测与控制系统；其中，所述数控扫描云台包括水平旋转装置、安装在所述水平旋转装置上的垂直旋转装置和分别驱动所述水平旋转装置和所述垂直旋转装置动作的数控扫描云台控制模块；所述激光气体检测与控制系统安装在所述垂直旋转装置上；所述激光气体检测与控制系统包括系统运行控制单元和激光气体检测单元，其中，所述系统运行控制单元包括微处理器模块、数据传输模块、报警模块和电源模块，所述激光气体检测单元包括激光发射与接收光学系统、激光器控制模块、光电转换模块和信号解调与处理模块，所述微处理器模块分别连接所述数据传输模块、所述报警模块、所述数控扫描云台控制模块、所述激光器控制模块和所述信号解调与处理模块。
2.根据权利要求1所述的三维云台扫描激光遥测气体泄漏监测装置，其特征在于：所述激光气体检测与控制系统安装在外筒内，所述外筒安装在所述垂直旋转装置上。
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