RU143782U1 - REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER - Google Patents

REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER Download PDF

Info

Publication number
RU143782U1
RU143782U1 RU2014102262/28U RU2014102262U RU143782U1 RU 143782 U1 RU143782 U1 RU 143782U1 RU 2014102262/28 U RU2014102262/28 U RU 2014102262/28U RU 2014102262 U RU2014102262 U RU 2014102262U RU 143782 U1 RU143782 U1 RU 143782U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
optical
laser
recorder
Prior art date
Application number
RU2014102262/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Александровна Акимова
Владимир Алексеевич Веревкин
Владимир Иванович Григорьевский
Лариса Ивановна Григорьевская
Вячеслав Васильевич Матайбаев
Юрий Петрович Сырых
Владимир Викторович Хабаров
Original Assignee
Галина Александровна Акимова
Владимир Алексеевич Веревкин
Владимир Иванович Григорьевский
Лариса Ивановна Григорьевская
Вячеслав Васильевич Матайбаев
Юрий Петрович Сырых
Владимир Викторович Хабаров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Галина Александровна Акимова, Владимир Алексеевич Веревкин, Владимир Иванович Григорьевский, Лариса Ивановна Григорьевская, Вячеслав Васильевич Матайбаев, Юрий Петрович Сырых, Владимир Викторович Хабаров filed Critical Галина Александровна Акимова
Priority to RU2014102262/28U priority Critical patent/RU143782U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU143782U1 publication Critical patent/RU143782U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Дистанционный лазерный газоанализатор метана, содержащий лазер, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемник, модулятор-контроллер, опорный генератор, три усилителя, три синхронных детектора, регистратор интегральной концентрации, регистратор дальности, регистратор удельной концентрации, делитель частоты, отклоняющую систему с блоком управления, оптический усилитель, причем оптический выход оптического усилителя соединен с оптическим входом передающего телескопа, выход приемного объектива соединен с оптическим входом фотоприемника, выходы первого и второго усилителей соединены соответственно со входами первого и второго синхронных детекторов, выходы которых соединены со входами регистратора интегральной концентрации, первый выход опорного генератора соединен со входом модулятора-контроллера, первый выход которого соединен с управляющим входом первого синхронного детектора, второй выход - с управляющим входом второго синхронного детектора, а третий выход - со входом первого лазера, первый оптический вход отклоняющей системы с блоком управления соединен с оптическим выходом передающего телескопа, а первый оптический выход отклоняющей системы с блоком управления через среду распространения соединен со вторым оптическим входом отклоняющей системы с блоком управления, второй оптический выход которой соединен с оптическим входом приемного телескопа, а электрический вход соединен со вторым выходом делителя частоты, выход третьего усилителя соединен со входом третьего синхронного детектора, выход которого соединен со входом регистратора дальности, выход которого соединен со вторым вх�Remote laser methane gas analyzer containing a laser, a transmitting telescope, a receiving lens, a photodetector, a modulator-controller, a reference generator, three amplifiers, three synchronous detectors, an integrated concentration recorder, a range recorder, a specific concentration recorder, a frequency divider, a deflector system with a control unit, an optical amplifier, wherein the optical output of the optical amplifier is connected to the optical input of the transmitting telescope, the output of the receiving lens is connected to the optical input of the photo receiver, the outputs of the first and second amplifiers are connected respectively to the inputs of the first and second synchronous detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the integrated concentration recorder, the first output of the reference generator is connected to the input of the modulator-controller, the first output of which is connected to the control input of the first synchronous detector, the second output - with the control input of the second synchronous detector, and the third output with the input of the first laser, the first optical input of the deflecting system with the control unit n with the optical output of the transmitting telescope, and the first optical output of the deflecting system with the control unit through the propagation medium is connected to the second optical input of the deflecting system with the control unit, the second optical output of which is connected to the optical input of the receiving telescope, and the electrical input is connected to the second output of the frequency divider , the output of the third amplifier is connected to the input of the third synchronous detector, the output of which is connected to the input of the range recorder, the output of which is connected to the second input

Description

Устройство относится к измерительной лазерной технике и предназначено для измерения удельной концентрации примесных газов в окружающем воздухе дистанционным методом, в частности газа метана.The device relates to measuring laser technology and is designed to measure the specific concentration of impurity gases in ambient air by remote sensing, in particular methane gas.

Известен газоанализатор, содержащий параболическое зеркало, фотоприемник, диодный лазер, оптический объектив, расщепитель луча, реперный канал [1]. Устройство работает следующим образом. Диодный лазер излучает в импульсном режиме с длительностью импульсов 1 мсек на длине волны 1,65 мкм. При этом длина волны излучения диодного лазера сканируется в течение импульса в окрестности одной из сильных узких линий поглощения метана. Лазерный пучок, сформированный прибором, отражается топографическим объектом (земля, трава, лес, и т.д.), попадает на приемное параболическое зеркало и фокусируется на фотоприемник. После фотоприемника по величине провала в линейно нарастающем сигнале вычисляется интегральная концентрация метана на трассе распространения. Также детектор метана включает в себя реперный канал, в котором часть лазерного пучка проходит через кювету с метаном и фокусируется на другом фотоприемнике.A known gas analyzer containing a parabolic mirror, a photodetector, a diode laser, an optical lens, a beam splitter, a reference channel [1]. The device operates as follows. A diode laser emits in a pulsed mode with a pulse duration of 1 ms at a wavelength of 1.65 μm. In this case, the radiation wavelength of the diode laser is scanned during a pulse in the vicinity of one of the strong narrow absorption lines of methane. The laser beam formed by the device is reflected by a topographic object (earth, grass, forest, etc.), hits the receiving parabolic mirror and focuses on the photodetector. After the photodetector, the integral concentration of methane on the propagation path is calculated by the magnitude of the dip in the linearly increasing signal. The methane detector also includes a reference channel in which part of the laser beam passes through a methane cuvette and focuses on another photodetector.

Недостатком данного устройства является большая погрешность измерения удельной концентрации метана на пути лазерного луча, поскольку расстояние до отражающей поверхности не измеряется, а считается постоянным. Недостаточна оперативность измерений из-за низкой скорости обзора пространства газоанализатором. Ограничена дальность действия.The disadvantage of this device is the large error in measuring the specific concentration of methane in the path of the laser beam, since the distance to the reflecting surface is not measured, but is considered constant. The measurement efficiency is insufficient due to the low speed of the space survey by the gas analyzer. Limited range.

Известен газоанализатор, содержащий блок лазерного излучателя, блок приема аналитического сигнала, блок управления приема и обработки данных, дальномер [2]. Недостатком данного устройства является низкое быстродействие (1 миллисекунда на одно измерение), малая дальность действия из-за малой мощности лазерного излучателя. К тому же дальномер входит в схему как совершенно отдельное устройство, из-за чего его оптическая ось не совпадает с оптической осью газоанализатора и поэтому снижается точность определения расстояния до диффузно отражающего объекта.Known gas analyzer containing a block of a laser emitter, a unit for receiving an analytical signal, a control unit for receiving and processing data, rangefinder [2]. The disadvantage of this device is the low speed (1 millisecond per measurement), a short range due to the low power of the laser emitter. In addition, the range finder is included in the circuit as a completely separate device, because of which its optical axis does not coincide with the optical axis of the gas analyzer and therefore the accuracy of determining the distance to a diffusely reflecting object is reduced.

Известен лазерный газоанализатор метана, содержащий лазер, стабилизированный на линии метана, фотоприемник, предающий телескоп, приемный объектив, модулятор-контроллер, опорный генератор, два усилителя, два синхронных детектора, регистратор интегральной концентрации [3].Known laser methane gas analyzer containing a laser stabilized on the methane line, a photodetector, a transmitting telescope, a receiving lens, a modulator-controller, a reference generator, two amplifiers, two synchronous detectors, an integrated concentration recorder [3].

Устройство работает следующим образом. При модуляции лазера сигналом частоты f из-за нелинейности принимаемого сигнала при наличии метана на трассе измерения, возникает вторая гармоника 2f в спектре принимаемого сигнала. Частоты f и 2f после фотоприемника синхронно детектируются и по соотношению продетектированных сигналов на частотах f и 2f в регистраторе интегральной концентрации измеряется интегральная концентрация газа на трассе измерения.The device operates as follows. When the laser is modulated by a frequency signal f due to the nonlinearity of the received signal in the presence of methane on the measurement path, a second harmonic 2f arises in the spectrum of the received signal. The frequencies f and 2f after the photodetector are synchronously detected and the integral gas concentration on the measurement path is measured by the ratio of the detected signals at frequencies f and 2f in the integral concentration recorder.

Недостатком данного устройства является большая погрешность измерения удельной концентрации метана на пути лазерного луча, поскольку расстояние до отражающей поверхности не измеряется, а считается постоянным. Устройство имеет малую дальность действия. Недостаточна оперативность измерений из-за низкой скорости обзора пространства.The disadvantage of this device is the large error in measuring the specific concentration of methane in the path of the laser beam, since the distance to the reflecting surface is not measured, but is considered constant. The device has a short range. The measurement efficiency is insufficient due to the low speed of the space survey.

В качестве прототипа заявляемого устройства выбрано устройство [4]. Устройство состоит из лазера, стабилизированного на линии метана, передающего телескопа, приемного объектива, фотоприемника, модулятора-контроллера, опорного генератора, усилителей, синхронных детекторов, регистратора интегральной концентрации, аналогового переключателя, регистратора дальности, регистратора удельной концентрации, делителя частоты, отклоняющей системы с блоком управления, оптического усилителя.As a prototype of the claimed device, the selected device [4]. The device consists of a laser stabilized on the methane line, a transmitting telescope, a receiving lens, a photodetector, a modulator-controller, a reference generator, amplifiers, synchronous detectors, an integrated concentration recorder, an analog switch, a range recorder, a specific concentration recorder, a frequency divider, a deflecting system with control unit, optical amplifier.

Устройство работает следующим образом. При модуляции лазера сигналом частоты f из-за нелинейности принимаемого сигнала в случае наличия метана на трассе измерения, возникает вторая гармоника 2f в спектре принимаемого излучения. Частоты f и 2f после фотоприемника синхронно детектируются и по соотношению продетектированных сигналов f и 2f в регистраторе интегральной концентрации определяется интегральная концентрация на трассе измерения. Аналоговый переключатель, работая синхронно с модулятором-контроллером попеременно переключают прибор в режим измерения интегральной концентрации метана и в режим измерения дальности до отражающей поверхности. Эти величины поступают на регистратор удельной концентрации, где определяется удельная концентрация на трассе распространения и тем самым повышается точность и достоверность измерения удельной концентрации метана (реальная, а не приближенная плотность газового облака). Расстояние до отражающей поверхности определяется по запаздыванию фазы отраженного и неискаженного поглощением метана сигнала.The device operates as follows. When the laser is modulated by a frequency signal f due to the nonlinearity of the received signal in the case of methane on the measurement path, a second harmonic 2f arises in the spectrum of the received radiation. The frequencies f and 2f after the photodetector are synchronously detected and the integral concentration on the measurement path is determined by the ratio of the detected signals f and 2f in the integrated concentration recorder. The analog switch, working synchronously with the modulator-controller, alternately switches the device to the mode of measuring the integral concentration of methane and to the mode of measuring the distance to the reflecting surface. These values are transferred to the specific concentration recorder, where the specific concentration on the propagation path is determined, and thereby the accuracy and reliability of measuring the specific methane concentration (real, not approximate density of the gas cloud) are increased. The distance to the reflecting surface is determined by the phase delay of the reflected and undistorted methane absorption signal.

Недостатком данного устройства является снижение точности измерения концентраций газа из-за переключения лазера на разные частоты излучения, что снижает точность стабилизации его на линии поглощения метана. К тому же, поскольку расстояние и концентрация измеряются в разные моменты времени, происходит снижение достоверности результатов в случае применения газоанализатора на быстроперемещающихся летательных аппаратах в режиме сканирования, особенно в гористой местности.The disadvantage of this device is the decrease in the accuracy of measuring gas concentrations due to the switching of the laser to different radiation frequencies, which reduces the accuracy of its stabilization on the methane absorption line. In addition, since distance and concentration are measured at different points in time, the reliability of the results decreases when a gas analyzer is used on fast moving aircraft in scanning mode, especially in mountainous terrain.

Технический результат полезной модели заключается в повышении, точности и достоверности измерения концентрации метана.The technical result of the utility model is to increase, accuracy and reliability of measuring the concentration of methane.

Для достижения указанного технического результата в устройство, содержащее лазер, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемник, модулятор-контроллер, опорный генератор, три усилителя, три синхронных детектора, регистратор интегральной концентрации, регистратор дальности, регистратор удельной концентрации, делитель частоты, отклоняющую систему с блоком управления, оптический усилитель, причем оптический выход оптического усилителя соединен с оптическим входом передающего телескопа, выход приемного объектива соединен с оптическим входом фотоприемника, выходы первого и второго усилителей соединены соответственно со входами первого и второго синхронных детекторов, выходы которых соединены со входами регистратора интегральной концентрации, первый выход опорного генератора соединен со входом модулятора-контроллера, первый выход которого соединен с управляющим входом первого синхронного детектора, второй выход - с управляющим входом второго синхронного детектора, а третий выход - со входом первого лазера, первый оптический вход отклоняющей системы с блоком управления соединен с оптическим выходом передающего телескопа, а первый оптический выход отклоняющей системы с блоком управления через среду распространения соединен со вторым оптическим входом отклоняющей системы с блоком управления, второй оптический выход которой соединен с оптическим входом приемного телескопа, а электрический вход соединен со вторым выходом делителя частоты, выход третьего усилителя соединен со входом третьего синхронного детектора, выход которого соединен со входом регистратора дальности, выход которого соединен со вторым входом регистратора удельной концентрации, первый вход которого соединен с выходом регистратора интегральной концентрации, а третий вход соединен с выходом опорного генератора, третий выход которого соединен со входом делителя частоты, управляющий вход третьего синхронного детектора соединен с четвертым выходом модулятора-контроллера, введены второй лазер и блок совмещения лучей, причем пятый выход модулятора контроллера соединен со входом второго лазера, оптический выход которого соединен со вторым входом блока совмещения лучей, выход которого соединен со входом оптического усилителя, оптический выход первого лазера соединен с первым входом блока совмещения лучей, выход фотоприемника соединен со входами первого, второго и третьего усилителя.To achieve this technical result, a device containing a laser, a transmitting telescope, a receiving lens, a photodetector, a modulator-controller, a reference generator, three amplifiers, three synchronous detectors, an integrated concentration recorder, a range recorder, a specific concentration recorder, a frequency divider, a deflecting system with a control unit, an optical amplifier, wherein the optical output of the optical amplifier is connected to the optical input of the transmitting telescope, the output of the receiving lens is connected to the optical the photodetector input, the outputs of the first and second amplifiers are connected respectively to the inputs of the first and second synchronous detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the integrated concentration recorder, the first output of the reference generator is connected to the input of the modulator-controller, the first output of which is connected to the control input of the first synchronous detector, the second output is with the control input of the second synchronous detector, and the third output is with the input of the first laser, the first optical input of the deflecting system with a block board is connected to the optical output of the transmitting telescope, and the first optical output of the deflecting system with the control unit through the propagation medium is connected to the second optical input of the deflecting system with the control unit, the second optical output of which is connected to the optical input of the receiving telescope, and the electrical input is connected to the second output of the divider frequency, the output of the third amplifier is connected to the input of the third synchronous detector, the output of which is connected to the input of the range recorder, the output of which is inen with the second input of the specific concentration recorder, the first input of which is connected to the output of the integral concentration recorder, and the third input is connected to the output of the reference generator, the third output of which is connected to the input of the frequency divider, the control input of the third synchronous detector is connected to the fourth output of the modulator-controller, a second laser and a beam-combining unit, the fifth output of the controller modulator being connected to the input of a second laser, the optical output of which is connected to the second input of the joint unit beams of rays, the output of which is connected to the input of the optical amplifier, the optical output of the first laser is connected to the first input of the beam combining unit, the output of the photodetector is connected to the inputs of the first, second, and third amplifier.

На фиг.1 изображен процесс, когда при переключении длины волны лазера (в нулевой момент времени) возникает погрешность измерения концентрации метана.Figure 1 shows the process when, when switching the wavelength of the laser (at zero time), an error in measuring the concentration of methane occurs.

На фиг.2 изображена блок-схема заявляемого устройства, где 1-лазер 1, 2 - передающий телескоп, 3 - приемный объектив, 4 - фотоприемник, 5 - модулятор-контроллер, 6 - опорный генератор, 7 - первый усилитель, 8 - второй усилитель, 9 - первый синхронный детектор, 10 - второй синхронный детектор, 11 - регистратор интегральной концентрации, 12 - лазер 2, 13 - третий усилитель, 14 - третий синхронный детектор, 15 - регистратор дальности, 16 - регистратор удельной концентрации, 17 - делитель частоты, 18 - отклоняющая система с блоком управления, 19 - оптический усилитель, 20-блок совмещения лучей.Figure 2 shows a block diagram of the inventive device, where 1-laser 1, 2 is a transmitting telescope, 3 is a receiving lens, 4 is a photodetector, 5 is a modulator-controller, 6 is a reference generator, 7 is a first amplifier, 8 is a second amplifier, 9 — first synchronous detector, 10 — second synchronous detector, 11 — integral concentration recorder, 12 — laser 2, 13 — third amplifier, 14 — third synchronous detector, 15 — range recorder, 16 — specific concentration recorder, 17 — divider frequency, 18 - deflecting system with a control unit, 19 - optical amplifier, 20-block with displacements rays.

На фиг.3 изображен участок гористой местности, где проводились измерения удельной концентрации.Figure 3 shows a plot of mountainous terrain, where measurements of specific concentration were carried out.

На фиг.4 изображены данные по концентрации метана, получаемые в гористой местности с прототипом (1 - интегральная концентрация, 2 - удельная концентрация) и с заявленным устройством (3 - интегральная концентрация, 4 - удельная концентрация)Figure 4 shows data on the concentration of methane obtained in mountainous areas with a prototype (1 - integral concentration, 2 - specific concentration) and with the claimed device (3 - integral concentration, 4 - specific concentration)

Устройство работает следующим образом, фиг.2. При модуляции лазера 1 сигналом частоты f из-за нелинейности принимаемого сигнала в случае наличия метана на трассе измерения, возникает вторая гармоника 2f в спектре принимаемого излучения. Частоты f и 2f после фотоприемника усиливаются в первом и втором усилителях 7, 8, синхронно детектируются в первом и втором синхронных детекторах 9, 10 и по соотношению продетектированных сигналов f и 2f в регистраторе 11 интегральной концентрации определяется интегральная концентрация на трассе. Лазер 2 12, отстроенный от линии поглощения метана модулируется частотой 3f/2 с помощью модулятора-контроллера 5, совмещается с лучом лазера 1 1 в блоке 20 совмещения лучей и также после оптического усилителя 20, передающего телескопа 2 и отклоняющей системы 18 направляется на отражающую поверхность. Измеренные величины поступают на регистратор 11 удельной концентрации, где определяется удельная концентрация на трассе распространения (реальная, а не приближенная плотность газового облака). Расстояние до отражающей поверхности определяется по запаздыванию фазы отраженного и неискаженного поглощением метана сигнала, получаемого с помощью лазера 2. При этом концентрация газа измеряется точнее, чем в прототипе из-за отсутствия дрейфа длины волны излучения лазера 1.The device operates as follows, Fig.2. When laser 1 is modulated by a frequency signal f due to the nonlinearity of the received signal in the case of methane on the measurement path, a second harmonic 2f arises in the spectrum of the received radiation. The frequencies f and 2f after the photodetector are amplified in the first and second amplifiers 7, 8, synchronously detected in the first and second synchronous detectors 9, 10, and the integral concentration on the path is determined by the ratio of the detected signals f and 2f in the integrated concentration recorder 11. The laser 2 12 detuned from the methane absorption line is modulated with a frequency of 3f / 2 using a modulator-controller 5, is aligned with the laser beam 1 1 in the beam combining unit 20 and also after the optical amplifier 20, the transmitting telescope 2 and the deflecting system 18 is directed to the reflective surface . The measured values are transmitted to a specific concentration recorder 11, where the specific concentration on the propagation path is determined (real, not approximate density of the gas cloud). The distance to the reflecting surface is determined by the phase delay of the signal reflected and undistorted by the absorption of methane obtained by laser 2. In this case, the gas concentration is measured more accurately than in the prototype due to the absence of a drift in the radiation wavelength of laser 1.

Изображенный на фиг.1 процесс установки измеряемой концентрации газа (из-за установления длины волны лазера в прототипе при переключениях) показывает, как переключение напряжения на лазере (в нулевой момент времени) приводит к установке длины волны за время ~ 1-2 милисекунды из-за перераспределения температурного режима в лазерном излучателе и смещении его рабочей точки. За такое время перемещение луча, обусловленное перемещением летательного аппарата и отклоняющей системой, может составить несколько десятков метров. Погрешность измерения концентрации газа ~ 25 условных единиц, как показано на графике, фиг.1 в условиях сильно изрезанной гористой местности, фиг.3 может сильно исказить измеренные значения интегральной и удельной концентрации газа. Измерение концентраций и дальностей в разные моменты времени также приводят к погрешностям. Такие погрешности могут свести на нет оценку измеряемой газовой обстановки. Например, в точке А, фиг.3 где есть утечка метана, прибор показал 25 усл, ед., а в точке Б - 40 усл. ед (за счет погрешности установки длины волны излучения и неодновременности измерения концентраций и дальностей). В этом случае ни по измерениям удельной концентрации, ни тем более по измерениям интегральной концентрации утечка не будет определена как видно на фиг.4. 3десь представлена диаграмма сравнения измерения удельной концентрации метана прототипом и заявляемым устройством на участке местности, изображенном на фиг.3. Видно, что достоверность утечки газа во втором случае (кривые 3, 4) отчетливо видна, в то время как для прототипа участок утечки может остаться не замеченным (кривые 1, 2).The process of setting the measured gas concentration (due to the establishment of the laser wavelength in the prototype during switching), shown in Fig. 1, shows how switching the voltage on the laser (at zero time) leads to the setting of the wavelength for ~ 1-2 milliseconds due to for the redistribution of temperature in the laser emitter and the displacement of its operating point. During this time, the beam movement due to the movement of the aircraft and the deflecting system can be several tens of meters. The error in measuring the gas concentration is ~ 25 arbitrary units, as shown in the graph, Fig. 1 in conditions of very rugged mountainous terrain, Fig. 3 can greatly distort the measured values of the integral and specific gas concentrations. Measurements of concentrations and ranges at different points in time also lead to errors. Such errors can negate the assessment of the measured gas situation. For example, at point A, figure 3 where there is a methane leak, the device showed 25 srvc, units, and at point B - 40 srvc. units (due to the error in setting the radiation wavelength and the non-simultaneity of measuring concentrations and ranges). In this case, neither by measurements of specific concentration, nor even more so by measurements of integral concentration, leakage will not be determined as can be seen in Fig. 4. Figure 3 presents a comparison chart for measuring the specific concentration of methane by the prototype and the claimed device in the area shown in Figure 3. It is seen that the reliability of the gas leak in the second case (curves 3, 4) is clearly visible, while for the prototype the leak section may not be noticed (curves 1, 2).

Проведенные исследования газоанализатора показали, что его точность в 1.5-2 раза лучше, чем у прототипа, и достоверность получаемых данных об утечках газа выше. Особенно это улучшение заметно в гористой местности, где перепады высот до объекта отражения отличаются в несколько раз даже за очень небольшое время в процессе пролета и сканирования газовых облаков.The studies of the gas analyzer showed that its accuracy is 1.5-2 times better than that of the prototype, and the reliability of the obtained data on gas leaks is higher. This improvement is especially noticeable in mountainous terrain, where elevation differences to the reflection object differ several times even in a very short time during the flight and scanning of gas clouds.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. http://pergam.kiev.ua/dls.htm1. http://pergam.kiev.ua/dls.htm

2. Патент №2285251 G01N 21/61, G01N 21/392. Patent No. 2285251 G01N 21/61, G01N 21/39

3. Applied Optics, vol.31, №6, 20 February 1992. p.809.3. Applied Optics, vol. 31, No. 6, February 20, 1992. p.809.

4. Лазерный газоанализатор метана. Патент №89705 G01N 21/614. Laser methane gas analyzer. Patent No. 89705 G01N 21/61

Claims (1)

Дистанционный лазерный газоанализатор метана, содержащий лазер, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемник, модулятор-контроллер, опорный генератор, три усилителя, три синхронных детектора, регистратор интегральной концентрации, регистратор дальности, регистратор удельной концентрации, делитель частоты, отклоняющую систему с блоком управления, оптический усилитель, причем оптический выход оптического усилителя соединен с оптическим входом передающего телескопа, выход приемного объектива соединен с оптическим входом фотоприемника, выходы первого и второго усилителей соединены соответственно со входами первого и второго синхронных детекторов, выходы которых соединены со входами регистратора интегральной концентрации, первый выход опорного генератора соединен со входом модулятора-контроллера, первый выход которого соединен с управляющим входом первого синхронного детектора, второй выход - с управляющим входом второго синхронного детектора, а третий выход - со входом первого лазера, первый оптический вход отклоняющей системы с блоком управления соединен с оптическим выходом передающего телескопа, а первый оптический выход отклоняющей системы с блоком управления через среду распространения соединен со вторым оптическим входом отклоняющей системы с блоком управления, второй оптический выход которой соединен с оптическим входом приемного телескопа, а электрический вход соединен со вторым выходом делителя частоты, выход третьего усилителя соединен со входом третьего синхронного детектора, выход которого соединен со входом регистратора дальности, выход которого соединен со вторым входом регистратора удельной концентрации, первый вход которого соединен с выходом регистратора интегральной концентрации, а третий вход соединен с выходом опорного генератора, третий выход которого соединен со входом делителя частоты, управляющий вход третьего синхронного детектора соединен с четвертым выходом модулятора-контроллера, отличающийся тем, что в него введены второй лазер и блок совмещения лучей, причем пятый выход модулятора контроллера соединен со входом второго лазера, оптический выход которого соединен со вторым входом блока совмещения лучей, выход которого соединен со входом оптического усилителя, оптический выход первого лазера соединен с первым входом блока совмещения лучей, выход фотоприемника соединен со входами первого, второго и третьего усилителя.
Figure 00000001
Remote laser methane gas analyzer containing a laser, a transmitting telescope, a receiving lens, a photodetector, a modulator-controller, a reference generator, three amplifiers, three synchronous detectors, an integrated concentration recorder, a range recorder, a specific concentration recorder, a frequency divider, a deflector system with a control unit, an optical amplifier, wherein the optical output of the optical amplifier is connected to the optical input of the transmitting telescope, the output of the receiving lens is connected to the optical input of the photo receiver, the outputs of the first and second amplifiers are connected respectively to the inputs of the first and second synchronous detectors, the outputs of which are connected to the inputs of the integrated concentration recorder, the first output of the reference generator is connected to the input of the modulator-controller, the first output of which is connected to the control input of the first synchronous detector, the second output - with the control input of the second synchronous detector, and the third output with the input of the first laser, the first optical input of the deflecting system with the control unit n with the optical output of the transmitting telescope, and the first optical output of the deflecting system with the control unit through the propagation medium is connected to the second optical input of the deflecting system with the control unit, the second optical output of which is connected to the optical input of the receiving telescope, and the electrical input is connected to the second output of the frequency divider , the output of the third amplifier is connected to the input of the third synchronous detector, the output of which is connected to the input of the range recorder, the output of which is connected to the second input specific concentration recorder house, the first input of which is connected to the output of the integral concentration recorder, and the third input is connected to the output of the reference generator, the third output of which is connected to the input of the frequency divider, the control input of the third synchronous detector is connected to the fourth output of the modulator-controller, characterized in that a second laser and a ray combining unit are introduced into it, and the fifth output of the controller modulator is connected to the input of the second laser, the optical output of which is connected to the second input a beam combining unit, the output of which is connected to the input of the optical amplifier, the optical output of the first laser is connected to the first input of the beam combining unit, the output of the photodetector is connected to the inputs of the first, second and third amplifier.
Figure 00000001
RU2014102262/28U 2014-01-24 2014-01-24 REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER RU143782U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014102262/28U RU143782U1 (en) 2014-01-24 2014-01-24 REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014102262/28U RU143782U1 (en) 2014-01-24 2014-01-24 REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU143782U1 true RU143782U1 (en) 2014-07-27

Family

ID=51265083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014102262/28U RU143782U1 (en) 2014-01-24 2014-01-24 REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU143782U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736178C1 (en) * 2020-06-09 2020-11-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Method and device for autonomous remote determination of concentration of atmospheric gas components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736178C1 (en) * 2020-06-09 2020-11-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Method and device for autonomous remote determination of concentration of atmospheric gas components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9804265B2 (en) Radar device
US5847817A (en) Method for extending range and sensitivity of a fiber optic micro-doppler ladar system and apparatus therefor
EP1537442B1 (en) Coherent differential absorption lidar (dial)
US8699029B2 (en) Miniaturized laser heterodyne radiometer for carbon dioxide, methane and carbon monoxide measurements in the atmospheric column
CN107462900B (en) Gas component detection laser radar based on wavelength tunable laser source
US7375814B2 (en) Natural gas leak mapper
US20160377721A1 (en) Beat signal bandwidth compression method, apparatus, and applications
US20080259340A1 (en) Airborne tunable mid-ir laser gas-correlation sensor
AU2020103665A4 (en) Low-altitude Light Small Area Array LiDAR Measuring System
CN103823221A (en) Pulse laser coherent wind measuring radar
CN101526475B (en) Transmission-type visibility measuring device and measuring method
EP1645854B1 (en) Method and apparatus for measurement of optical detector linearity
CN103076611B (en) Method and device for measuring speed and distance by coherent detecting laser
US6285288B1 (en) Remote air detection
CN103900681A (en) Scanning laser vibration measurement system
CN1844951A (en) Apparatus and method for distance measurement using chaos laser of optical fiber laser device
CN111025320A (en) Phase type laser ranging system and ranging method
RU143782U1 (en) REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER
CN203250024U (en) Handheld double laser distance measurement instrument
CN107515389B (en) High-precision calibration system for satellite-borne laser radar detector
RU89705U1 (en) REMOTE LASER METHOD GAS ANALYZER
CN201382898Y (en) Transmission visibility measuring device
Zhang et al. Design and experiment of phase laser ranging system based on MEMS mirror for scanning detection
CN115128639B (en) Differential absorption laser radar capable of adjusting seed optical power in real time
Geiss et al. Retrieval of atmospheric backscatter and extinction profiles with the aladin airborne demonstrator (A2D)

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150125