CN208704990U - 云台式遥测装置及云台式气体激光遥测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气体检测技术领域，公开了一种云台式遥测装置以及应用了该装置的云台式气体激光遥测系统。其中，云台式遥测装置包括：旋转平台、第一筒体、第二筒体以及支撑杆和轴杆，旋转平台的一端与支撑杆的顶端相连，轴杆相安装于旋转平台的另一端，且其轴线与旋转平台的轴线相垂直；第一筒体和所述第二筒体设置在所述轴杆的两端；在第一筒体内设有气体遥测模块，在第二筒体内设有影像采集模块；在第一筒体内还设置有定位装置，用于对检测位置进行定位。本实用新型提供的云台式遥测装置和云台式气体激光遥测系统可以监测更大的区域范围，并精确指示出可能发生气体泄漏的位置，提高工作人员的维修效率。

Description

云台式遥测装置及云台式气体激光遥测系统

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术领域，特别涉及一种云台式遥测装置以及应用了该云台式遥测装置的云台式气体激光遥测系统。

背景技术

目前，石油气、天然气等易燃易爆气体作为重要的燃料和化工原料广泛应用于生产和生活中。以天然气的主要成分甲烷为例，由于甲烷具有易燃易爆属性，因此在生产、加工及运输过程中，若甲烷发生泄漏、且浓度达到爆炸极限，遇火则可能会发生爆炸造成严重的损失和伤亡。鉴于上述原因，导致在甲烷生产制造及运输过程中需要对甲烷是否泄漏以及甲烷浓度等进行严密的监控。

在现有技术中，常通过激光甲烷遥测仪检测甲烷的浓度，激光气体遥测仪基于光谱吸收原理(TDLAS)进行检测。具体来说，激光气体遥测仪通过控制电路对激光器进行电流调制，使激光器发出特定波长的激光穿过气体监测区域后，被反射面反射并被激光探测器接收，若激光穿过的气体监测区域中存在被检测的特征气体，激光将被该特征气体吸收，特征气体浓度越高，吸收量越大，激光探测器监测到激光数据的变化并进行处理，最终将浓度结果显示出来。

常见的激光气体遥测装置的形式有手持式激光气体遥测仪和固定式激光气体遥测仪。其中，手持式激光气体遥测仪使用灵活，但是不能实现24小时全天候的监测。而现有的固定式激光气体遥测仪的功能较为单一，无法对发生甲烷泄漏的位置进行精确指示，且检测范围相对固定，遇到大区域的检测的情况时，需要设立多个固定检测点，因此增加了检测成本。并且固定式激光气体遥测仪的模块化程度较低，拆装和维修难度较大且成本较高。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种云台式遥测装置及云台式气体激光遥测系统，能够全天候监测气体的浓度，并在发生泄漏时指示具体的泄漏位置。

具体地，本实用新型提供的云台式遥测装置，用于对气体的浓度进行检测，包括：支撑杆和轴杆，旋转平台的一端与支撑杆的顶端相连，轴杆相安装于旋转平台的另一端，且其轴线与旋转平台的轴线相垂直；第一筒体和所述第二筒体设置在所述轴杆的两端；在第一筒体内设有气体遥测模块，在第二筒体内设有影像采集模块；在第一筒体内还设置有定位装置，用于对检测位置进行定位。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的云台式遥测装置可以通过旋转平台以及支撑杆和轴杆的运动扩大云台式遥测装置的检测范围，并通过定位装置精确指示出可能发生气体泄漏的位置，从而提高检测效率。此外，在第二筒体内设置影像采集模块，能够对发生气体泄漏的位置进行记录。

作为优选，定位装置为激光指示器，激光指示器安装在第一筒体内的气体遥测模块的外壁上。

当气体发生泄漏时，第一筒体的检测方向正对气体浓度最高的方向，因此激光指示器的光斑能够精确地落在发生泄漏的位置，为在场的工作人员提供明确地引导。

进一步地，作为优选，激光指示器包括：用于发出可见光的激光器以及用于准直所述可见光的激光准直器，激光器发出的可见光经过激光准直器调整后的照射方向与气体遥测模块的检测方向一致。

激光准直器能够进一步调节激光器发出的可见光，使可见光的方向与气体遥测模块的检测方向一致，并使用于指示的光斑更加清晰，从而提高了指示气体泄漏位置的精度。

另外，作为优选，第一筒体和第二筒体的外壁上分别设置有销结构，在轴杆的两端分别设置有供销结构插入的开孔；在销结构的侧壁上设置有弹性卡合件，并且在开孔的内壁上设置有与弹性卡合件位置对应的卡合槽。

通过在第一筒体和第二筒体的外壁上设置销结构，并且轴杆上设置供销结构插入的开孔，能够大幅提高云台式遥测装置的模块化程度，从而降低拆装难度。并且在安装第一筒体和第二筒体时，弹性卡合件卡入卡合槽内，使得各部分之间的安装更加牢固，从而确保云台式遥测装置的结构强度。

进一步地，作为优选，在销结构的一端设置接线柱，在开孔的底部设置有接线孔，接线柱构成为能够插入接线孔以实现电连接；或者，在开孔的底部中设置接线柱，在销结构的一端设置有接线孔，接线柱构成为能够插入接线孔以实现电连接。

当接线柱插入接线孔时候，即能够实现良好的电路连接，从而减少了在安装第一筒体或第二筒体时需要进行的接线操作。并且，在拆卸第一筒体或第二筒体时能够直接将第一筒体或第二筒体取下，无需将电线另外取下，降低了拆卸的操作难度。

另外，作为优选，在旋转平台设置有第一驱动装置，驱动旋转平台转动。

第一驱动装置用于驱动旋转平台转动，从而带动第一筒体和第二筒体水平方向转动，进而实现云台式遥测装置的多角度的动态检测。

另外，作为优选，在支撑杆的底部还设置有第二驱动装置，第二驱动装置能够控制支撑杆进行伸缩运动。

第二驱动装置通过控制支撑杆进行伸缩运动，调节旋转平台的高度，从而进一步调节云台式遥测装置的测量范围。此外，通过控制支撑杆的升降运动，能够提高拆装或维修的效率。

另外，作为优选，还包括第三驱动装置，第三驱动装置能够驱动轴杆转动，调节第一筒体和第二筒体相对于旋转平台的转动平面的夹角。

第三驱动装置通过轴杆带动第一筒体和第二筒体同时进行转动，从而进一步扩大云台式遥测装置的检测范围，提高云台式遥测装置的监测性能。

本实用新型还提供了一种云台式气体激光遥测系统，包括：上述的云台式遥测装置、防雷器、上位机；云台式遥测装置与防雷器电路连接；上位机和云台式遥测装置通信连接，接收从云台式遥测装置发送的数据并进行分析处理。

与现有技术相比，本实用新型提供的云台式气体遥测系统，通过云台式遥测装置对气体进行实时监测，并将获取的测量数据和影像信息实时上传到上位机，通过上位机对测量数据和影像信息进行分析，从而及时发出预警，并对测量数据、影像信息和分析结果进行记录储存。

进一步地，作为优选，还包括与上位机通信连接的报警器，上位机能够控制报警器发出提醒。

上位机根据分析结果控制报警器及时发出预警，从而及时提醒工作人员对现场进行维修，进而防止发生安全事故。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式的云台式遥测装置的示意图；

图2是本实用新型第一实施方式的第一筒体的剖视示意图；

图3是本实用新型第一实施方式的第二筒体的剖视示意图；

图4是本实用新型第一实施方式的第一筒体或第二筒体相对旋转平台成角度的示意图；

图5是本实用新型第一实施方式的底油销结构的第一筒体或第二筒体的示意图；

图6是本实用新型第一实施方式的设有开孔的轴杆的示意图；

图7是本实用新型第二实施方式的云台式激光气体遥测系统的示意图。

附图标记说明：

1-云台式遥测装置；2-旋转平台；2a-轴套；3-第一筒体；3a-气体遥测模块；3b-激光指示器；3b1-激光器；3b2-激光准直器；4-第二筒体；4a-影像采集模块；5a-支撑杆；5b-轴杆；5b1-开孔；5b2-卡合槽；5b3-接线孔；6-销结构；6a-弹性卡合件；6b-接线柱；7-防雷器；8-上位机；9-报警器。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了云台式遥测装置和云台式气体激光遥测系统的结构等。

实施方式一

本实施方式提供了一种云台式遥测装置1，用于对气体的浓度进行检测，参见图1所示、图2和图3所示，包括：支撑杆和轴杆，旋转平台的一端与支撑杆的顶端相连，轴杆相安装于旋转平台的另一端，且其轴线与旋转平台的轴线相垂直；第一筒体和所述第二筒体设置在所述轴杆的两端；在第一筒体3内设有气体遥测模块3a，在第二筒体 4内设有影像采集模块4a；在第一筒体3内还设置有定位装置，用于对检测位置进行定位。

在本实施方式中，以甲烷为气体为例进行描述。当然，本实施方式中提供的云台式遥测装置1也可以对其他气体进行检测，在此不再赘述。

具体来说，本实施方式中，在云台式遥测装置1的底部设置有固定底座(未图示)，用于将整体结构牢固地安装在地面上，常用的安装底座为三脚支架。支撑杆5a可拆装地固定安装在固定支座上，从而确保支撑杆5a的轴向与地面垂直。在支撑杆5a的另一端设置有旋转平台2，并且旋转平台2和支撑杆5a通过法兰可转动地连接在一起。在旋转平台2内设置安装轴杆5b的通道(未图示)，通道的轴向与支撑杆5a的轴向垂直，轴杆5b通过通道而可转动地安装在旋转平台2，并且轴杆5b的两端分别连接第一筒体3和第二筒体4。为了更好地固定轴杆5b的位置，也可以在旋转平台2上形成有与支撑杆5a的轴向垂直设置的轴套2a，轴杆5b可以在轴套2a内转动，从而对轴杆5b的位置进行进一步的限制。

第一筒体3内设置的气体遥测模块3a，通过发出特定波长的激光，使激光穿过检测区域被甲烷气体吸收，并根据反射的激光的被吸收量，计算得出该检测区域内的甲烷气体浓度。第二筒体4能够随着第一筒体3进行运动，从而确保设置于第二筒体4内的影像采集模块4a能够及时地追踪气体遥测模块3a的检测位置，并对检测位置的影像进行记录。

其中，在本实施方式中，参见图2所示，定位装置可以为激光指示器3b，激光指示器3b安装在第一筒体3内的气体遥测模块3a的外壁上。其中，激光指示器3b包括发出可见光的激光器3b1，优选地，该可见光为绿色光。当然定位装置也可以为其他的结构，例如声波定位装置等，只要能够精准地定位到甲烷浓度最高的位置即可。

当甲烷发生泄漏时，第一筒体3的检测方向根据反馈结果而能够调整为正对甲烷浓度最高的方向，激光指示器3b发出的绿色光从第一筒体3射出，并且绿色的光斑能够落在发生泄漏的位置，为在场的工作人员提供明确的引导。

优选地，在本实施方式中，激光指示器3b还包括：在可见光的出射方向上的激光准直器3b2，使可见光经由激光准直器3b2准直。

出于方便拆装的考量，参见图5、图6所示，在本实施方式中，在第一筒体3和第二筒体4的外壁上分别设置有销结构6，在轴杆5b的两端分别设置有供销结构6插入的开孔5b1。

具体来说，销结构6与第一筒体3的外壁或第二筒体4的外壁一体形成，能够提高第一筒体3或第二筒体4的整体结构的密封性，对内部的电子器件起到了良好的保护效果。为了将第一筒体3和第二筒体4安装在轴杆5b的两端，可以在轴杆5b两端的端面上设置供销结构6插入的开孔5b1，从而使第一筒体3、第二筒体4和旋转平台2形成为独立的模块。通过提高云台式遥测装置1的模块化程度，降低拆装和维修的难度。

由于需要确保第一筒体3和第二筒体4同时进行运动，因此可以在销结构6的侧壁上设置有弹性卡合件6a，并且在开孔5b1的内壁上设置有与弹性卡合件6a位置对应的卡合槽5b2。当需要更换或维修第一筒体3或第二筒体4时，使弹性卡合件6a从卡合槽5b2中脱离，即可使第一筒体3或第二筒体4与轴杆5b分离。安装第一筒体3和第二筒体4时，弹性卡合件6a卡入卡合槽5b2内，使得两者的安装更加牢固，防止第一筒体3或第二筒体4与轴杆5b发生相对转动，从而确保云台式遥测装置1能够正常工作。

由于第一筒体3气体遥测模块3a、定位装置以及第二筒体4内的影像采集模块4a都需要与电源连接以进行工作，同时也需要通过线路进行信息传输，因此在安装第一筒体3和第二筒体4时，需要将导线从旋转平台2连接到第一筒体3和第二筒体4内，需要额外开孔，安装难度较高且会导致密封性下降。

为了解决这个问题，更加优选地，在本实施方式中，在销结构6 的一端设置接线柱6b，在开孔5b1的底部设置有接线孔5b3，接线柱 6b构成为能够插入接线孔5b3以实现电连接。虽然未图示，当然也可以在销结构6的一端设置接线孔而在开孔5b1的底部设置接线柱。

当接线柱6b插入接线孔5b3时候，即能够实现良好的电路连接，从而减少了在安装第一筒体3或第二筒体4时需要进行的接线操作。并且，在拆卸第一筒体3或第二筒体4时能够直接将第一筒体3或第二筒体4取下，无需将导线拆开，降低了操作难度。

为了实现云台式遥测装置1的动态监测，在本实施方式中，在旋转平台2设置有第一驱动装置(第一驱动装置为常规的电机等驱动装置即可，在此未特别示出)，驱动旋转平台2转动；在旋转平台2内还设置有第三驱动装置(第三驱动装置为常规的电机等驱动装置即可，在此未特别示出)，用于驱动轴杆5b转动，调节第一筒体3和第二筒体4相对于旋转平台2的转动平面的夹角。

具体来说，第一驱动装置用于驱动旋转平台2转动，从而带动第一筒体3和第二筒体4转动，并且所述旋转平台2的转动平面与支撑杆5a的轴向垂直，即所述旋转平台2的转动平面与安装所述云台式遥测装置1的地面平行。

第三驱动装置通过轴杆5b带动第一筒体3和第二筒体4同时绕轴杆5b进行转动，不断改变第一筒体3和第二筒体4相对于旋转平面(或地面)之间的角度a，从而进一步扩大云台式遥测装置1的检测范围，提高云台式遥测装置1的监测性能。

进行甲烷浓度监控时，第一驱动装置控制旋转平台2转动360°，使第一筒体3和第二筒体4扫描一周，接着通过第三驱动装置控制轴杆5b调节转动，从而改变第一筒体3和第二筒体4相对于旋转平面的角度。之后再通过第一驱动装置控制旋转平台2，并通过第三驱动装置 (未图示)控制轴杆5b重复上述操作，从而实现全方位的甲烷监测。

更加优选地，在本实施方式中，在支撑杆5a的底部还设置有第二驱动装置(第二驱动装置为常规的电机等驱动装置即可，在此未特别示出)，第二驱动装置能够控制支撑杆5a进行伸缩运动。第二驱动装置通过控制支撑杆5a进行伸缩运动，调节旋转平台2的高度，从而进一步调节云台式遥测装置1的测量范围。此外，通过控制支撑杆5a的升降运动，能够提高拆装或维修的效率。

综合上述考量，本实用新型提供的云台式遥测装置1可以通过旋转平台2以及支撑杆和轴杆的运动使得云台式遥测装置1拥有更大的检测范围，并通过定位装置精确指示出可能发生气体泄漏的位置，提高工作人员的维修效率。此外，在第二筒体4内设置影像采集模块4a，能够对发生气体泄漏的位置进行记录。

实施方式二

本实用新型的第二实施方式提供了一种云台式气体激光遥测系统，参见图7所示，包括：防雷器7、上位机8以及上述的云台式遥测装置 1；云台式遥测装置1与防雷器7电路连接；上位机8和云台式遥测装置1通信连接，接收从云台式遥测装置1发送的数据并进行分析处理。

具体来说，云台式遥测装置1与上位机8通信连接。其中，云台式遥测装置1通过气体遥测模块3a获取浓度数据，并通过影像采集模块4a实时采集测量区域的影像信息，优选地，在检测到气体浓度超标时能够在获得的影像信息上标明浓度最高的位置。浓度数据和影像信息会被发送至上位机8，由上位机8进行进一步处理，对于气体浓度是否超标或是否发生泄漏进行进一步分析和确认。

并且，由于云台式遥测装置1的高度较高，更容易受到雷击，因此设置防雷器能够有效地防止雷击对云台式遥测装置1的损害，提高整体的安全性。

与现有技术相比，本实用新型提供的云台式气体遥测系统，通过云台式遥测装置1对气体进行实时监测，并将获取的测量数据和影像信息上传到上位机8，通过上位机8对测量数据和影像信息进行分析，从而及时发出预警，并对测量数据、影像信息和分析结果进行记录储存。

更加优选地，在本实施方式中，还包括与上位机8通信连接的报警器9，上位机8能够控制报警器9发出提醒。

上位机8根据分析结果控制报警器9，当分析结果为发生气体泄漏时，报警器9能够及时发出警报，从而提醒工作对现场进行维修，进而防止发生安全事故。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种云台式遥测装置，用于对气体的浓度进行检测，其特征在于，包括：旋转平台、第一筒体、第二筒体以及支撑杆和轴杆，所述旋转平台的一端与所述支撑杆的顶端相连，所述轴杆安装于所述旋转平台的另一端，且所述轴杆的轴线与旋转平台的轴线相垂直；

所述第一筒体和所述第二筒体设置在所述轴杆的两端；

在所述第一筒体内设有气体遥测模块，在所述第二筒体内设有影像采集模块；

在所述第一筒体内还设置有定位装置，用于对检测位置进行定位。

2.根据权利要求1所述的云台式遥测装置，其特征在于，所述定位装置为激光指示器，所述激光指示器安装在所述第一筒体内的所述气体遥测模块上。

3.根据权利要求2所述的云台式遥测装置，其特征在于，所述激光指示器包括：用于发出可见光的激光器、用于准直所述可见光的激光准直器，所述激光器发出的可见光经过所述激光准直器调整后的照射方向与所述气体遥测模块的检测方向一致。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的云台式遥测装置，其特征在于，所述第一筒体和所述第二筒体的外壁上分别设置有销结构，在所述轴杆的两端分别设置有供所述销结构插入的开孔；在所述销结构的侧壁上设置有弹性卡合件，并且在所述开孔的内壁上设置有与所述弹性卡合件位置对应的卡合槽。

5.根据权利要求4所述的云台式遥测装置，其特征在于，在所述销结构的一端设置接线柱，在所述开孔的底部设置有接线孔，所述接线柱构成为能够插入所述接线孔以实现电连接；或者，在所述开孔的底部中设置接线柱，在所述销结构的一端设置有接线孔，所述接线柱构成为能够插入所述接线孔以实现电连接。

6.根据权利要求1所述的云台式遥测装置，其特征在于，在所述旋转平台设置有第一驱动装置，驱动所述旋转平台转动。

7.根据权利要求1-3、6中的任一项所述的云台式遥测装置，其特征在于，在所述支撑杆的底部还设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置能够控制所述支撑杆进行伸缩运动。

8.根据权利要求1-3、6中的任一项所述的云台式遥测装置，其特征在于，还包括第三驱动装置，所述第三驱动装置能够驱动所述轴杆转动，调节所述第一筒体和所述第二筒体相对于所述旋转平台的转动平面的夹角。

9.一种云台式气体激光遥测系统，其特征在于，包括：防雷器、上位机以及如权利要求1-8中任意一项所述的云台式遥测装置；

所述云台式遥测装置与所述防雷器电路连接；

所述上位机和所述云台式遥测装置通信连接，接收从所述云台式遥测装置发送的数据并进行分析处理。

10.根据权利要求9所述的云台式气体激光遥测系统，其特征在于，还包括与所述上位机通信连接的报警器，所述上位机能够控制所述报警器发出提醒。