RU64779U1 - Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов - Google Patents
Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU64779U1 RU64779U1 RU2005129899/28U RU2005129899U RU64779U1 RU 64779 U1 RU64779 U1 RU 64779U1 RU 2005129899/28 U RU2005129899/28 U RU 2005129899/28U RU 2005129899 U RU2005129899 U RU 2005129899U RU 64779 U1 RU64779 U1 RU 64779U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- path
- gas
- unit
- objects
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам, определяющим утечку газообразных углеводородов из техногенных объектов, например из магистральных трубопроводов, хранилищ продуктов химического производства и т.п., установленным на летательных аппаратах, в частности на вертолетах, и входящим в комплекс бортового оборудования. Целью изобретения является обнаружение мест утечки и определение концентрации газовых выбросов, а также обеспечение безопасности полета летательного аппарата как в обычных метеоусловиях, так и в условиях ограниченной видимости при осуществлении воздушного патрулирования объектов, содержащих газообразные продукты. Для достижения поставленной цели в систему анализа газовых выбросов в передающем тракте установлен полупроводниковый лазер, работающий в импульсно-периодическом режиме на длине волны λ=1,65±0,01 мкм, излучение которого модулируется в частотном диапазоне 1-100 мгц, подключенный к оптическому усилителю, увеличивающему выходную мощность зондирующего излучения, посылаемого на исследуемую поверхность, отраженного от нее и поступающего через приемный тракт в блок управления приемо-передающего тракта, который снабжен блоком стробирования приемника, выделяющим конкретное излучение от исследуемой поверхности из излучения, рассеянного в атмосфере.
Description
Изобретение относится к устройствам, определяющим утечку газообразных углеводородов из техногенных объектов, например, из магистральных трубопроводов, хранилищ продуктов химического производства и т.п., установленным на летательных аппаратах, в частности на вертолетах, и входящим в комплекс бортового оборудования.
В настоящее время известны приборы, обеспечивающие контроль выброса газа, определяющие координаты мест утечек, состав газовой смеси и ее концентрации, установленные на вертолетах.
Например, в патенте №2.086.959 «Авиационный лазерный газоанализатор для обнаружения утечек из трубопроводов» кл. МПК G 01 №21/39 повышение точности определения координат мест утечки, расширение функциональных возможностей и динамического диапазона измерений осуществляется за счет применения двух лазеров, работающих
на длине волны в диапазоне 3,1-3,6 мкм, оптически сопряженных с блоком формирования и вывода излучения, а также за счет установленного за ними на оптической оси блока пространственного сканирования излучения, связанного через облучаемый участок земной поверхности со входом приемной оптической системы.
В патенте №2.091.759 «Авиационное устройство для обнаружения утечек газа из трубопроводов» кл. МПК6 G 01 №21/39 для решения практически тех же задач, что и в указанном патенте №2.086.959, в систему обнаружения выброса газа установлен блок формирования температурного контраста участка земной поверхности вблизи трубопровода, превышающего по своим размерам облучаемый лазерным излучением участок земной поверхности, подключенный через коммутатор к блоку обработки поля температурного контраста, соединенному с блоком визуализации.
Технические решения, представленные в патентах, не дают возможности определить конкретные координаты мест утечки различных продуктов из техногенных объектов и не обеспечивают безопасность полета вертолета в условиях ограниченной видимости при проведении воздушного патрулирования. Использование излучения на длине волны 3,1-3,6 мкм вызывает необходимость применения охлаждающих средств в приемном тракте и специальной дорогостоящей германиевой оптики, которая по своим характеристикам имеет ограничения в эксплуатации в заданных условиях. Кроме того, конструкция таких газоанализаторов
заданных условиях. Кроме того, конструкция таких газоанализаторов обладает значительным весом и габаритами, что имеет немаловажное значение для бортового оборудования летательного аппарата.
Поэтому целью данного изобретения является обнаружение мест утечки и определение концентрации химических веществ в трубопроводах при проведении воздушного патрулирования техногенных объектов, а также уменьшения веса и габаритов прибора, входящего в комплект бортового оборудования, хранилищах, цистернах и т.д., обеспечение безопасности полета.
Для достижения поставленной цели в передающем тракте установлен полупроводниковый лазер, работающий в импульсно-периодическом режиме на длине волны λ=1,65±0,01 мкм, подключенный к оптическому усилителю, увеличивающему выходную мощность излучаемого сигнала, посылаемого на исследуемую поверхность, отраженного от нее и поступающего в приемный тракт, на выходе которого установлен блок стробирования приемника, выделяющий конкретное зондирующее излучение, отраженное от исследуемой поверхности из излучения, рассеянного в атмосфере и передающий сигнал в блок управления приемо-передающего тракта.
На рис.1 представлена схема лазерного газоанализатора для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов
Представленный на рис.1 газоанализатор содержит блок 1 управления приемопередающего тракта, блок передающего тракта 2,
волны λ=1,65±0,01 мкм, оптического изолятора 5, оптического квантового изолятора 6, коллиматора 7, блока 8 контроля положения центра полосы излучения; блок 9 приемного тракта, состоящий из оптической приемной системы 10, приемника 11 и блока стробирования 12.
Работа газоанализатора осуществляется следующим образом:
С блока 1 управления приемопередающего тракта подается команда на запуск лазера 4 через блок питания 3. Лазер 4 блока 2 передающего тракта излучает последовательность зондирующих импульсов, поступающих на блок 8 контроля положения центра полосы излучения и через оптический изолятор 5 на оптический квантовый усилитель 6, выходное излучение которого поступает через коллиматор 7 на трассу измерения. Пройдя трассу измерения, излучение, отразившись от исследуемой поверхности и пройдя трассу измерения обратно, попадает в оптическую систему 10 блока 9 приемного тракта, на выходе которого установлен блок стробирования 12, выделяющий сигнал с приемника 11, который поступает в блок 1 управления приемопередающего тракта.
Природно-климатические условия районов Крайнего Севера России создают проблемы по обслуживанию объектов нефтегазовой отрасли, одной из которых является контроль состояния магистральных трубопроводов, осуществляемый с помощью вертолетной авиации.
Всепогодная система дистанционного зондирования, проводимая с целью диагностики технического состояния газо- и нефтетрубопроводов, и
Всепогодная система дистанционного зондирования, проводимая с целью диагностики технического состояния газо- и нефтетрубопроводов, и устанавливаемая на вертолетах, должна отвечать требованиям четкого определения мест утечки газо- и нефтепродуктов, аварий и т.п., и, кроме того, по своим весовым и габаритным характеристикам вписываться в комплекс бортового оборудования. В представленном газоанализаторе эта задача решена благодаря использованию полупроводникового лазера с длиной волны λ=1,65±0,01 мкм.
Преимуществами использования такого лазера являются:
- в системе обнаружения утечек могут быть использованы широко применяемые в науке и промышленности традиционные приемники и оптические системы в приемном тракте, а это значительно снижает стоимость прибора по сравнению с известными газоанализаторами, в которых используется дорогостоящая германиевая оптика, имеющая ограничения в эксплуатации в условиях ограниченной видимости;
- отсутствие охлаждающих средств, которые применяются при использовании германиевой оптики в приемном тракте, позволяет снизить весовые и габаритные характеристики, что является существенно важным для бортового оборудования вертолета;
поверхности, несет информацию о дальности до отражающей поверхности, что позволяет обнаружить препятствие на трассе зондирования за счет увеличения частоты съема информации и соответственно принять меры по обеспечению безопасности полета.
Применение в газоанализаторе стробирования приемника позволяет выделить излучение, отраженное от исследуемой поверхности от излучения, обусловленного обратным рассеянием в атмосфере, что является принципиально важным в условиях ограниченной видимости.
Claims (1)
- Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов, состоящий из блока управления приемопередающего тракта, блока передающего тракта и блока приемного тракта, отличающийся тем, что передающий тракт снабжен полупроводниковым лазером, работающим в импульсно-периодическом режиме на длине волны λ=1,65±0,01 мкм, подключенным к оптическому усилителю, увеличивающему выходную мощность излучаемого сигнала, посылаемого на исследуемую поверхность, отраженного от нее и поступающего в приемный тракт, на выходе которого установлен блок стробирования приемника, выделяющий излучение от исследуемой поверхности из излучения, рассеянного в атмосфере, и передающий сигнал в блок управления приемопередающего тракта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129899/28U RU64779U1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129899/28U RU64779U1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU64779U1 true RU64779U1 (ru) | 2007-07-10 |
Family
ID=38317147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005129899/28U RU64779U1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU64779U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480737C1 (ru) * | 2011-12-13 | 2013-04-27 | Белорусский Государственный Университет (Бгу) | Способ измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере |
RU2771575C1 (ru) * | 2021-08-27 | 2022-05-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Дистанционный способ обнаружения утечек пропана |
-
2005
- 2005-09-28 RU RU2005129899/28U patent/RU64779U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480737C1 (ru) * | 2011-12-13 | 2013-04-27 | Белорусский Государственный Университет (Бгу) | Способ измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере |
RU2771575C1 (ru) * | 2021-08-27 | 2022-05-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Дистанционный способ обнаружения утечек пропана |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7965391B2 (en) | Airborne tunable mid-IR laser gas-correlation sensor | |
US20040263852A1 (en) | Aerial leak detector | |
US7339670B2 (en) | Wavelength normalized depolarization ratio lidar | |
US5767519A (en) | Ambient-normalized differential absorption lidar system and method | |
US20120274938A1 (en) | Apparatus and method for detecting aircraft icing conditions | |
JP5190700B2 (ja) | 気体成分濃度測定装置 | |
CN105067563B (zh) | 开放空间气体平均浓度测量装置及测量方法 | |
RU2736178C1 (ru) | Способ и устройство для автономного дистанционного определения концентрации атмосферных газовых составляющих | |
CN104315348A (zh) | 基于多次反射光路的天然气管道泄漏车载检测设备 | |
WO2019112459A1 (ru) | Способ дистанционного измерения концентрации газов в атмосфере | |
JPS58150867A (ja) | 遠隔の位置にある物体の3次元速度の測定装置 | |
RU64779U1 (ru) | Лазерный газоанализатор для обнаружения утечек газообразных углеводородов из техногенных объектов | |
CN102216727B (zh) | 用于通过干涉法光学测量对象厚度的方法、测量配置以及设备 | |
Frish et al. | Standoff gas leak detectors based on tunable diode laser absorption spectroscopy | |
CN104713850A (zh) | 易燃易爆等气体危险场景机动搭载检测装置 | |
Mo et al. | Current-modulated cavity ring-down spectroscopy for mobile monitoring of natural gas leaks | |
US9829373B1 (en) | Apparatus and method for improving detection precision in laser vibrometric studies | |
Ray et al. | Analysis of flight test results of the optical ice detector | |
CN202676295U (zh) | 一种火焰温度测量装置 | |
CN108593597A (zh) | 基于光纤fp腔型探头的天然气泄漏预警监控装置及方法 | |
CN204536577U (zh) | 一种能见度标定装置 | |
CN112268871A (zh) | 一种同时测量大气中多种污染气体浓度的方法 | |
CA2509002A1 (en) | Aerial leak detector | |
Leonard et al. | A single-ended atmospheric transmissometer | |
CN104777527A (zh) | 一种能见度标定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080929 |