CN208350476U - 一种基于开放式采样装置的气体检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种基于开放式采样装置的气体检测系统，包括行走车，行走车包括车体，车体上设有激光气体检测仪，激光气体检测仪具有激光发射模块、激光接收汇聚模块和光偏转件，光偏转件与激光发射模块之间留有间距构成开放式气体检测区域，车体上还设有将气体检测区域下方的气体抽吸至气体检测区域的采样装置。通过采样装置将处于气体检测区域下方的待检测气体送入检测位置，激光气体检测仪出射待检测气体吸收谱线波长的激光，经激光发射调节模块、光偏转件、激光接收汇聚模块后被检测模块接收，检测模块将激光信号转换为电信号传输至微处理器，分析处理得出气体浓度。具有气路短、检测延时小的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于气体检测技术领域，具体涉及一种基于开放式采样装置的气体检测系统。
背景技术
随着天然气在我国能源结构中占的比重增加，城市天然气管道的泄漏检测显得尤为重要。
目前，燃气运行企业主要通过员工徒步沿管道巡查，同时手持气体检测设备对天然气管道是否泄漏进行检测。这种巡查方式不仅耗时耗力，人工成本较大，检测精度不高，而且，由于城市天然气管道多布置于地下，当发生气体泄漏时，泄漏气团短时间内汇聚于地表空间，而人工检查应用的检测设备离地表仍有一定的距离，极有可能发生漏检的情况。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种结构设计合理、使用方便、响应速度快、成本较低的基于开放式采样装置的气体检测系统，极大地避免了燃气管道漏检情况的发生。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。本实用新型是一种基于开放式采样装置的气体检测系统，其特点是，该系统包括行走车，行走车包括车体，车体上设有激光气体检测仪，激光气体检测仪包括激光发射模块和激光接收汇聚模块，激光气体检测仪还包括将激光发射模块发出的激光反射回激光接收模块的光偏转件，光偏转件与激光发射模块之间留有间距构成开放式气体检测区域，所述光偏转件设在车体上，在车体上还设有将气体检测区域下方的气体抽吸至气体检测区域的采样装置。
进一步地，所述的激光气体检测仪还包括微处理器、激光发射驱动模块、激光发射调节模块、检测模块和人机界面，微处理器分别与激光发射驱动模块、检测模块和人机界面相接，检测模块接收激光接收汇聚模块收集的激光信号并将其转换为相应的电信号传输给微处理器，激光发射驱动模块、激光发射模块和激光发射调节模块依次相接。
进一步地，所述的激光发射模块为可调谐二极管激光器；激光接收汇聚模块为聚焦透镜，用于将被光偏转件反射回来的激光汇聚至检测模块；微处理器为STM32处理器；激光发射驱动模块为激光驱动器，激光驱动器对所述激光器进行调制和调谐，使所述激光器发出激光；激光发射调节模块为准直器，用于将所述激光器出射的特定波长激光变成平行光束输出；检测模块为光电转换器；人机界面用于对微处理器发出指令和显示检测到的气体浓度信息。
进一步地，所述的光偏转件为反光镜。
进一步地，所述的采样装置包括抽气泵、送气部和吸气部，抽气泵向上通过送气软管与送气部相接，抽气泵向下通过吸气软管与吸气部相接，抽气泵通过连接架与车体相接，送气部设在气体检测区域下方的车体上，车体上设有带动吸气部做升降运动的升降机构。
进一步地，所述的升降机构为直线模组，直线模组包括基座、电机、丝杆和滑动座，吸气部的外壁通过连接板与所述滑动座相接。
进一步地，所述的吸气软管或送气软管上设有流量控制阀。
进一步地，所述的采样装置包括排气扇、送气部和吸气部，排气扇包括导风罩和排气叶片，导风罩通过连接架与车体相接，导风罩向上通过送气筒与送气部连通，导风罩向下通过吸气筒与吸气部连通，排气叶片设在导风罩内，导风罩内还设有带动排气叶片旋转的排气电机，排气电机通过支撑架固定在导风罩上。
进一步地，所述的送气部和/或吸气部内设有滤网。
进一步地，所述的滤网的网孔孔径小于或等于0.5cm。
本实用新型与现有技术相比，通过采样装置将处于气体检测区域下方的待检测气体送入检测位置，激光气体检测仪出射待检测气体吸收谱线波长的激光，经激光发射调节模块后形成检测光束，检测光束穿过气体检测区域后被光偏转件反射回来，经激光接收汇聚模块收集后被检测模块接收，检测模块将激光信号转换为电信号传输至微处理器，最后分析处理得出气体浓度。该过程中，处于低处的待检测气体被采样装置送入气体检测区域进行实时检测，送至气体检测区域的气体更接近于泄漏点，相应地提高了激光检测仪的检测性能与检测准确性。本实用新型检测系统具有气路短、检测延时小的特点，适合高速气体检测应用。
附图说明
图1为本实用新型的第一种结构示意图；
图2为本实用新型的第二种结构示意图；
图3为本实用新型激光气体检测仪的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1和3所示，本实用新型是一种基于开放式采样装置的气体检测系统，包括行走车，行走车包括车体1，车体1上设有激光气体检测仪2，激光气体检测仪2包括激光发射模块和激光接收汇聚模块，激光气体检测仪2还包括将激光发射模块发出的激光反射回激光接收模块的光偏转件4，光偏转件4与激光发射模块之间留有间距构成开放式气体检测区域3，所述光偏转件4设在车体1上，在车体1上还设有将气体检测区域3下方的气体抽吸至气体检测区域3的采样装置。
上述行走车可以是现有技术中公开的或市售的任何一种能够应用于本实用新型的行走机构，如交通工具(轿车、卡车等)。当然，在实际应用中，还可以用无人机替换行走车。
在一些实施例中，光偏转件4可以是反光镜。
如图1所示，采样装置包括抽气泵10、送气部12和吸气部6，抽气泵10向上通过送气软管11与送气部12相接，抽气泵10向下通过吸气软管9与吸气部6相接，抽气泵10通过连接架(图中未示出)与车体1相接，送气部12设在气体检测区域3下方的车体1上，车体1上设有带动吸气部6做升降运动的升降机构7。
升降机构7可以是现有技术中公开的或市售的任何一种能够应用于本实用新型的升降机构7，如直线模组，直线模组包括基座、电机、丝杆和滑动座8，吸气部6的外壁通过连接板(图中未示出)与所述滑动座8相接。本实用新型所述的直线模组为市售的成熟产品，在此不做赘述。
在送气软管11上设有流量控制阀5，有利于对送气量进行控制。当然，还可以将流量控制阀5设在吸气软管9上。
当然，采样装置还可以是包括排气扇、送气部12和吸气部6的结构，如图2所示，排气扇包括导风罩17和排气叶片15，导风罩17通过连接架(图中未示出)与车体1相接，导风罩17向上通过送气筒18与送气部12连通，导风罩17向下通过吸气筒16与吸气部6连通，排气叶片15设在导风罩17内，导风罩17内还设有带动排气叶片15旋转的排气电机13，排气电机13通过支撑架14固定在导风罩17上。
考虑到从地面上方抽吸气体时可能会吸附到一些较大杂质，会影响检测精度，因此可以在送气部12或吸气部6内设置滤网(图中未示出)。当然，也可以在送气部12和吸气部6内均设置滤网，进一步降低被吸附的杂质量。
上述滤网的网孔孔径小于或等于0.5cm。
如图3所示，激光气体检测仪2还包括微处理器、激光发射驱动模块、激光发射调节模块、检测模块和人机界面，微处理器分别与激光发射驱动模块、检测模块和人机界面相接，检测模块接收激光接收汇聚模块收集的激光信号并将其转换为相应的电信号传输给微处理器，激光发射驱动模块、激光发射模块和激光发射调节模块依次相接。
在一些实施例中，激光发射模块为可调谐二极管激光器；激光接收汇聚模块为聚焦透镜，用于将被光偏转件4反射回来的激光汇聚至检测模块；微处理器为STM32处理器；激光发射驱动模块为激光驱动器，激光驱动器对所述激光器进行调制和调谐，使所述激光器发出激光；激光发射调节模块为准直器，用于将所述激光器出射的特定波长激光变成平行光束输出；检测模块为光电转换器；人机界面用于对微处理器发出指令和显示检测到的气体浓度信息。
本实用新型的工作原理如下：行走车携带激光气体检测仪2、光偏转件4和采样装置至待检测天然气管道段后，微处理器控制激光器驱动模块向激光发射模块发送驱动信号，激光发射模块即出射待检测气体吸收谱线波长的激光，经激光发射调节模块后形成检测光束，同时，采样装置将处于低处的待检测气体送入开放式气体检测区域3内，检测光束穿过气体检测区域3后被光偏转件4反射回来，经激光接收汇聚模块收集后被检测模块接收，检测模块将激光信号转换为电信号传输至微处理器；微处理器再将电信号转换为对应的数字量，进一步计算得到被检测气体的浓度，并将检测结果上传至人机界面加以显示。
惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。
Claims (10)
1.一种基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：该系统包括行走车，行走车包括车体，车体上设有激光气体检测仪，激光气体检测仪包括激光发射模块和激光接收汇聚模块，激光气体检测仪还包括将激光发射模块发出的激光反射回激光接收模块的光偏转件，光偏转件与激光发射模块之间留有间距构成开放式气体检测区域，所述光偏转件设在车体上，在车体上还设有将气体检测区域下方的气体抽吸至气体检测区域的采样装置。
2.根据权利要求1所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的激光气体检测仪还包括微处理器、激光发射驱动模块、激光发射调节模块、检测模块和人机界面，微处理器分别与激光发射驱动模块、检测模块和人机界面相接，检测模块接收激光接收汇聚模块收集的激光信号并将其转换为相应的电信号传输给微处理器，激光发射驱动模块、激光发射模块和激光发射调节模块依次相接。
3.根据权利要求2所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的激光发射模块为可调谐二极管激光器；激光接收汇聚模块为聚焦透镜，用于将被光偏转件反射回来的激光汇聚至检测模块；微处理器为STM32处理器；激光发射驱动模块为激光驱动器，激光驱动器对所述激光器进行调制和调谐，使所述激光器发出激光；激光发射调节模块为准直器，用于将所述激光器出射的特定波长激光变成平行光束输出；检测模块为光电转换器；人机界面用于对微处理器发出指令和显示检测到的气体浓度信息。
4.根据权利要求1所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的光偏转件为反光镜。
5.根据权利要求1所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的采样装置包括抽气泵、送气部和吸气部，抽气泵向上通过送气软管与送气部相接，抽气泵向下通过吸气软管与吸气部相接，抽气泵通过连接架与车体相接，送气部设在气体检测区域下方的车体上，车体上设有带动吸气部做升降运动的升降机构。
6.根据权利要求5所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的升降机构为直线模组，直线模组包括基座、电机、丝杆和滑动座，吸气部的外壁通过连接板与所述滑动座相接。
7.根据权利要求5所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的吸气软管或送气软管上设有流量控制阀。
8.根据权利要求1所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的采样装置包括排气扇、送气部和吸气部，排气扇包括导风罩和排气叶片，导风罩通过连接架与车体相接，导风罩向上通过送气筒与送气部连通，导风罩向下通过吸气筒与吸气部连通，排气叶片设在导风罩内，导风罩内还设有带动排气叶片旋转的排气电机，排气电机通过支撑架固定在导风罩上。
9.根据权利要求5或8所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的送气部和/或吸气部内设有滤网。
10.根据权利要求9所述的基于开放式采样装置的气体检测系统，其特征在于：所述的滤网的网孔孔径小于或等于0.5cm。
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|---|---|---|---|---|
| CN109946434A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-28 | 中国地质大学（北京） | 一种可调式煤层气体检测装置 |
| CN110967146A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-07 | 王毛元 | 一种管道泄漏扩散实验的专用充气机 |
| CN116223445A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-06 | 安徽中科智泰光电测控科技有限公司 | 一种矿用井下多气体检测仪和检测系统 |
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