CN218271982U

CN218271982U - 一种手持式激光甲烷遥测仪

Info

Publication number: CN218271982U
Application number: CN202222392732.2U
Authority: CN
Inventors: 冯思林; 陈灏; 郝文良; 胡少腾; 张本福; 张辉
Original assignee: Anhui Zhihui Instrument Technology Co ltd
Current assignee: Anhui Zhihui Instrument Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-09-09

Abstract

本实用新型公开了一种手持式激光甲烷遥测仪，属于气体检测技术领域。包括用于发射接收，检测分析激光信号的光机模块、用于传输储存数据和生成检测轨迹的通讯模块、用于显示甲烷浓度及在浓度超标报警的显示预警模块和壳体模块。本实用新型结构简单，通过准心照门配合瞄准镜实现监测的快速定位点；通过可插拔更换电池盒实现检测续航时间的延长，长时间不用时将电池盒拔下单独保存，保证日常使用的安全性；模块化的设计便于后期的组装及维护。

Description

一种手持式激光甲烷遥测仪

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术领域，特别涉及一种手持式激光甲烷遥测仪。

背景技术

甲烷作为城市燃气的重要组成部分，实现对甲烷气体浓度的实时监测具有重大意义，有利于保障城市天然气的安全应用。近几年来，激光吸收光谱技术是测量气体浓度的重要手段。相对于传统的巡检方式，该技术可以缩短检测时间、增强灵敏度、提高精确度。而手持式激光甲烷遥测仪具有灵敏度高、响应速度快的优点，可以节约空间成本、便于携带使用。在现场应用中，手持式激光甲烷遥测仪的远距离测量的优势明显，此时，户外人员利用遥测仪在不易达到的燃气泄漏危险区域，能够连续监测可燃气体浓度的情况。

现有的激光甲烷遥测仪大都在顶部安装瞄准镜进行定位，较小的准心可以更加精准的锁定目标，开镜后视野开阔也便于观察环境。不过在户外遇到光亮环境时，准心容易丢失，从而影响监测的效率。

现有的激光甲烷遥测仪体积较大，结构较为复杂，使用及维护不方便，当遥测仪出现故障时，无法快速定位出现故障的模块，并进行相应零部件的维护及更换，如果重新购买新的激光甲烷遥测仪，无疑会影响监测效率和增加成本。同时现有的激光甲烷遥测仪大都续航不长，在工作一段时间后就需要充电，充电的时间会影响到实际的监测效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种手持式激光甲烷遥测仪，以解决上述技术问题，为实现上述目的的本实用新型采用以下技术方案。

一种手持式激光甲烷遥测仪，包括用于串联控制整机模块的主控电路（1）和用于搭载光机模块（2）、通讯模块（5）、显示预警模块的壳体模块（18）；所述主控电路（1）包括用于发射、接收和检测分析激光信号的光机模块（2）；用于传输储存数据和生成检测轨迹的通讯模块（5）；用于显示甲烷浓度及在浓度超标报警的显示预警模块（10）。

优选的，所述光机模块（2）包括激光发射、接收装置（3）和信号处理系统（4）。

优选的，所述通讯模块（5）包括GPS模组（7）、蓝牙模组（8）和4G模组（6）；所述GPS模组（7）对检测点的位置进行实时定位并生成轨迹记录储存；所述蓝牙模组（8）可连接移动端平台将储存的数据进行传输。所述4G模组（6）将检测得到的数据及记录实时传输到云服务器（9），所述云服务器（9）的用户可对检测数据进行调用、分析、整理。

优选的，所述显示预警模块（10）包括蜂鸣器（11）、振动马达（12）、操控面板（13）以及喇叭（17）。

优选的，所述操控面板（13）上设有显示面板（16）、状态指示灯（14）和操作按钮（15）。

优选的，所述壳体模块（18）上部设置有辅助瞄准装置（19）。

优选的，所述辅助瞄准装置（19）包含反射式瞄准镜（22）、配合前端的准心（23）和后端的照门（24）。

优选的，所述壳体模块（18）下部设置有带有凹槽的防滑手柄（20）及快速插拔更换的可插拔电池盒（21）；当显示面板（16）提示电量不足时，通过更换可插拔电池盒（21）实现甲烷气体的持续监测。

优选的，所述电池盒与所述壳体模块的主体装配采用一种卡扣（34）卡槽（35）结构。

优选的，包括激光发射、接收装置（3）和信号处理系统。

优选的，所述激光发射、接收装置（3）包括半导体激光器（29）、单模光纤（28）、准直器（30）、透镜（27）、光电探测器（26）和指示激光器（31）。

优选的，所述半导体激光器（29）发射的激光经单模光纤（28）输出至准直器（30），经准直器（30）准直后输出形成测量光；所述测量光穿过检测气体（32）后，由气体分子吸收部分光强，使得所述测量光发生光能量的衰减，衰减后的测量光经反射面（33）反射后，经透镜（27）汇聚于焦点处，再由焦点处的光电探测器（26）吸收返回的有效光信号，并将收集的所述有效光信号输出至信号处理系统（4），经所述信号处理系统（4）处理后得到气体浓度的数据；所述指示激光器（31）用于输出与准直后的测量光相平行的可见光。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点。

（1）本实用新型将整个激光甲烷遥测仪从功能角度进行模块化的划分，结构简单，易于实现，每个模块都可独立拆解，当单独模块发生故障时都可以快速维护和更换。

（2）本实用新型优化了辅助瞄准装置（19），增加了机械式的准星（23）、照门（24）辅助瞄准监测，在光亮环境下也可正常操作。

（3）本实用新型通过快速插拔更换电池盒实现续航时间的持续性，长时间不用时将电池盒拔下单独保存，保证日常使用的安全性。

（4）本实用新型整体结构简单，通过准心照门配合瞄准镜实现监测的快速定位点。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的后视图。

图3为本实用新型功能划分示意图。

图4为本实用新型光机模块示意图。

图5为本实用新型电池盒安装示意图。

附图中，1-主控电路；2-光机模块；3-激光发射接收装置；4-信号处理系统；5-通讯模块；6-4G模组；7-GPS模组；8-蓝牙模组；9-云服务器；10-显示预警模块；11-蜂鸣器；12-振动马达；13-操控面板；14-状态指示灯；15-操作按钮；16-显示面板；17-喇叭；18-壳体模块；19-辅助瞄准装置；20-防滑手柄；21-可插拔电池盒；22-反射式瞄准镜；23-准星；24-照门；25-信号处理系统；26-光电探测器；27-透镜；28-单模光纤；29-半导体激光器；30-准直器；31-指示激光器；32-检测气体；33-反射面；34-卡扣；35-卡槽。

具体实施方式

如图3所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，包括用于串联控制整机模块的主控电路（1）和用于搭载光机模块（2）、通讯模块（5）、显示预警模块的壳体模块（18）；所述主控电路（1）包括用于发射、接收和检测分析激光信号的光机模块（2）；用于传输储存数据和生成检测轨迹的通讯模块（5）；用于显示甲烷浓度及在浓度超标报警的显示预警模块（10）。

所述光机模块（2）包括激光发射、接收装置（3）和信号处理系统（4）。所述通讯模块（5）包括GPS模组（7）、蓝牙模组（8）和4G模组（6）；所述GPS模组（7）对检测点的位置进行实时定位并生成轨迹记录储存；所述蓝牙模组（8）可连接移动端平台将储存的数据进行传输。所述4G模组（6）将检测得到的数据及记录实时传输到云服务器（9），所述云服务器（9）的用户可对检测数据进行调用、分析、整理。

如图1所述，所述显示预警模块（10）包括蜂鸣器（11）、振动马达（12）、操控面板（13）以及喇叭（17）；所述操控面板（13）上设有显示面板（16）、状态指示灯（14）和操作按钮（15）。所述壳体模块（18）上部设置有辅助瞄准装置（19）。所述辅助瞄准装置（19）包含反射式瞄准镜（22）、配合前端的准心（23）和后端的照门（24）。

如图2所述，所述壳体模块（18）下部设置有带有凹槽的防滑手柄（20）及快速插拔更换的可插拔电池盒（21）；当显示面板（16）提示电量不足时，通过更换可插拔电池盒（21）实现甲烷气体的持续监测。如图5所述，所述电池盒与所述壳体模块的主体装配采用一种卡扣（34）卡槽（35）结构。包括激光发射、接收装置（3）和信号处理系统；所述激光发射、接收装置（3）包括半导体激光器（29）、单模光纤（28）、准直器（30）、透镜（27）、光电探测器（26）和指示激光器（31）。

如图4所述，所述半导体激光器（29）发射的激光经单模光纤（28）输出至准直器（30），经准直器（30）准直后输出形成测量光；所述测量光穿过检测气体（32）后，由气体分子吸收部分光强，使得所述测量光发生光能量的衰减，衰减后的测量光经反射面（33）反射后，经透镜（27）汇聚于焦点处，再由焦点处的光电探测器（26）吸收返回的有效光信号，并将收集的所述有效光信号输出至信号处理系统（4），经所述信号处理系统（4）处理后得到气体浓度的数据；所述指示激光器（31）用于输出与准直后的测量光相平行的可见光。

下面结合附图1-5对本实用新型所述的一种手持式激光甲烷遥测仪的结构、安装和原理做进一步阐述。

一种手持式激光甲烷遥测仪，包括用于发射、接收和检测分析激光信号的光机模块（2）、用于传输储存数据和生成检测轨迹的通讯模块（5）、用于显示甲烷浓度及在浓度超标报警的显示预警模块（10）、用于搭载光机模块（2）、通讯模块（5）、显示预警模块（10）的壳体模块（18）、用于串联控制整机模块的主控电路（1）。

所述光机模块由激光发射、接收装置（3）和信号处理系统（4）组成。半导体激光器（29）输出的激光经调制后，耦合到单模光纤（28）中，然后通过光纤导入准直器（30）。指示激光器（31）发出的光是与准直器（30）发出的光平行的可见光，主要起到指示作用。当激光穿过检测气体（32）时，气体分子将会吸收部分光强，发生光能量的衰减。在实际测量中，用来反射光信号的反射面（33）主要以粗糙的白色墙面为主。经过漫反射作用，携带有甲烷浓度信息的光束返回，并且经过透镜（27）汇聚在其焦点处。然后放置在焦点处的光电探测器（26），用来吸收返回的有效光信号。光电探测器（26）将收集的激光信号传递到信号处理系统（4），经处理后得到气体浓度的数据。

进一步地，作为优选，光机模块的信号处理系统（4）和激光发射、接收装置（3）采用6061铝作为主体框架材料进行封装，6061铝具有优异的加工性和良好的散热性，同时模块整体封装，留有一个与主控板进行数据传输的串口，一个显示状态的信号灯，光机模块（2）与壳体模块（18）采用螺丝固定安装。当光机模块出现故障时，信号灯会指示对应的故障状态，此时工作人员可将光机模块（2）拆下进行维护，也可将备用的模块进行替换，不影响监测的进度。

所述通讯模块由GPS模组（7）、蓝牙模组（8）、4G模组（6）组成。其中GPS模组（7）对检测点的位置进行实时定位并生成轨迹记录储存，蓝牙模组可连接移动端平台将储存的数据进行传输。4G模组（6）将检测得到的数据及记录实时传输到云服务器（9）平台，云服务器平台的用户可对检测数据进行调用、分析、整理。

进一步地，作为优选，通讯模块中的GPS模组（7）、蓝牙模组（8）、4G模组（6）集成在一块电路板上，电路板与主控电路（1）的连接采用串口传输，电路板与壳体模块（18）采用螺丝固安装。

所述显示预警模块（10）包括蜂鸣器（11）、振动马达（12）、操控面板（13）以及喇叭（17）。蜂鸣器（11）和喇叭（17）设置在壳体模块（18）两侧，振动马达（12）设置在手柄处。进一步地，作为优选，操控面板上设置有显示面板（16）、状态指示灯（14）及操作按钮（15）。当检测的气体浓度超预警时，蜂鸣器（11）会发出报警，喇叭（17）会语音提示浓度超限，振动马达（12）会发出振动提示，显示面板（16）会闪烁显示对应的浓度数值，由此，即使在声音嘈杂的环境下，工作人员也可以在振动提示下知道检测浓度超限。

进一步地，操控面板（13）的状态指示灯（14）用来显示整机运行的状态，当状态指示灯指示绿色，代表整机运行正常，当状态指示灯指示红色，代表有部分模块发生故障，显示屏也会显示对应的故障代码，工作人员可查阅说明书对故障代码指示的故障模块进行拆解维修。操控面板（13）的显示面板（16）用于显示监测浓度数据、预警值、电量、信号等。操控面板（13）的操作按钮，用于设置预警值，调节音量，开关机等操作。

所述壳体模块（18）上部设置有反射式瞄准镜（22），配合前端的准心（23）和后端的照门（24），在光亮环境下也可快速准确地定位检测点，壳体模块（18）下部设置有带有凹槽的防滑手柄（20）及快速插拔更换的电池盒（21），当显示面板（16）提示电量不足时，将充满电的电池盒（21）进行快速更换，长时间不用时也可将电池盒（21）拔下单独保存，保证日常使用的安全性，所述电池盒（21）与壳体模块（18）主体装配采用一种卡扣（34）卡槽（35）结构。

进一步地，卡扣（34）卡槽（35）结构主要由壳体下部设置一对卡扣（34），电池盒上部设置一对卡槽（35），当需要安装电池盒（21）时，轻按电池盒（21）对应的卡槽（35）位置，对准壳体插入后松手，此时卡扣（34）卡槽（35）自动锁紧，当提示电量不足需要更换时，轻按电池盒对应的卡槽（35）位置往外抽出，再将新的抽满电的电池盒（21）插入，即可迅速完成更换。壳体模块（18）下部同时设置有辅助电池盒（21）插入的轨槽。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：包括用于串联控制整机模块的主控电路（1）和用于搭载光机模块（2）、通讯模块（5）、显示预警模块的壳体模块（18）；所述主控电路（1）包括用于发射、接收和检测分析激光信号的光机模块（2）；用于传输储存数据和生成检测轨迹的通讯模块（5）；用于显示甲烷浓度及在浓度超标报警的显示预警模块（10）。

2.如权利要求1所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述光机模块（2）包括激光发射、接收装置（3）和信号处理系统（4）。

3.如权利要求1所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述通讯模块（5）包括GPS模组（7）、蓝牙模组（8）和4G模组（6）；所述GPS模组（7）对检测点的位置进行实时定位并生成轨迹记录储存；所述蓝牙模组（8）可连接移动端平台将储存的数据进行传输；

所述4G模组（6）将检测得到的数据及记录实时传输到云服务器（9），所述云服务器（9）的用户可对检测数据进行调用、分析、整理。

4.如权利要求1所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述显示预警模块（10）包括蜂鸣器（11）、振动马达（12）、操控面板（13）以及喇叭（17）；所述操控面板（13）上设有显示面板（16）、状态指示灯（14）和操作按钮（15）。

5.如权利要求1所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述壳体模块（18）上部设置有辅助瞄准装置（19）。

6.如权利要求5所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述辅助瞄准装置（19）包含反射式瞄准镜（22）、配合前端的准心（23）和后端的照门（24）。

7.如权利要求5所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述壳体模块（18）下部设置有带有凹槽的防滑手柄（20）及快速插拔更换的可插拔电池盒（21）；当显示面板（16）提示电量不足时，通过更换可插拔电池盒（21）实现甲烷气体的持续监测。

8.如权利要求7所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述电池盒与所述壳体模块的主体装配采用一种卡扣（34）卡槽（35）结构。

9.如权利要求1或2所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：包括激光发射、接收装置（3）和信号处理系统（4）；所述激光发射、接收装置（3）包括半导体激光器（29）、单模光纤（28）、准直器（30）、透镜（27）、光电探测器（26）和指示激光器（31）。

10.如权利要求9所述的一种手持式激光甲烷遥测仪，其特征在于：所述半导体激光器（29）发射的激光经单模光纤（28）输出至准直器（30），经准直器（30）准直后输出形成测量光；所述测量光穿过检测气体（32）后，由气体分子吸收部分光强，使得所述测量光发生光能量的衰减，衰减后的测量光经反射面（33）反射后，经透镜（27）汇聚于焦点处，再由焦点处的光电探测器（26）吸收返回的有效光信号，并将收集的所述有效光信号输出至信号处理系统（4），经所述信号处理系统（4）处理后得到气体浓度的数据；所述指示激光器（31）用于输出与准直后的测量光相平行的可见光。