一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置涉及信息技術，尤其是信息技術中光電氣體檢測技術，本發(fā)明包括激光測距模塊、激光檢測濃度模塊、激光反射板、顯示電路模塊、按鍵電路板、電源模塊、報警模塊以及中央數(shù)據(jù)存儲，利用上述系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場泄漏點濃度和距離的數(shù)據(jù)采集方法。本發(fā)明能夠獲得現(xiàn)場的監(jiān)測濃度及泄漏點和監(jiān)測點之間的距離，實現(xiàn)同步環(huán)境甲烷濃度、距離的數(shù)據(jù)采集，具有檢測點多，顯示距離，調(diào)試方便，成本低，效率高的特點。
【專利說明】一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及信息技術，尤其是光電技術中的氣體檢測技術。

【背景技術】
[0002] 常用的可燃氣體探測器主要分為手持式探測器，單點式探測器，多點式探測器。手 持式探測器主要應用于進行日常安全生產(chǎn)維護、維修工作。單點式探測器主要應用于單一 區(qū)域的監(jiān)測，多用于家庭。多點式主要用于大區(qū)域的監(jiān)測，在工業(yè)生產(chǎn)或大面積的民用建筑 中使用。但是當檢測區(qū)域面積很大時，多點式探測器由于對每一個檢測點安裝檢測器件時 都需要單獨布線，使安裝布線的工作量和材料消耗量隨檢測點的增加而急劇增大，并且調(diào) 試工作非常繁瑣。本發(fā)明首次將濃度檢測功能模塊與激光測距模塊應用于氣體檢測技術領 域，綜上述遇到的問題，將濃度檢測激光器垂直對準到激光反射板上，即光束路徑經(jīng)過泄漏 檢測區(qū)，激光測距模塊輸出觀察目標距離。
[0003] 諸如上述的甲烷氣體或可燃氣體其他大型應用場所，均出現(xiàn)上述安全類問題。因 此，利用激光測距模塊、激光濃度檢測模塊，在檢測濃度報警同時檢測目標泄漏點距離，實 現(xiàn)現(xiàn)場同步檢測甲烷氣體泄漏濃度和目標泄漏點距離的功能，重點檢測區(qū)域，各重點泄漏 檢測點上掛置激光反射板，以利于獲取更好的檢測效果、檢測目標距離。如何在甲烷氣體檢 測時既能發(fā)現(xiàn)泄漏點又可檢測出距離，能夠安全、高效直接判斷大型應用場所中甲烷氣體 的泄漏范圍、距離位置，已經(jīng)成為亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是解決上述遇到的問題，提供一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢 測方法及裝置，利用激光測距模塊、激光濃度檢測模塊，在檢測濃度報警同時檢測目標泄漏 點距離，實現(xiàn)現(xiàn)場同步檢測甲烷氣體泄漏濃度和目標泄漏點距離的功能，重點檢測區(qū)域，各 重點泄漏檢測點上掛置激光反射板，利于接收激光反射板的反射光源，便于查找氣體泄漏 點，不會產(chǎn)生由于錯過泄漏點導致的爆炸等危險，最大限度的減少了安全隱患節(jié)點，同時能 夠快速實現(xiàn)對甲烷泄漏范圍、濃度、距離的判斷，并顯示于監(jiān)測顯示模塊，適應石油生產(chǎn)現(xiàn) 場的要求。 本發(fā)明提供一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置，包括：激光測距模塊、 激光檢測濃度模塊、激光反射板、顯示電路模塊、按鍵電路板、電源模塊、報警模塊以及中央 數(shù)據(jù)存儲，其中，激光反射板安裝在可能發(fā)生甲烷氣體泄漏的重點檢查區(qū)域上；激光測距模 塊包括測距激光器，測距光接收器，計時器；激光濃度模塊包括濃度激光器，濃度光接收器， 數(shù)字模塊，主電路板； 激光檢測濃度模塊由甲烷濃度探測激光器輸出激光信號通過激光反射板反射光信號； 濃度探測光接收器接收激光反射板反射的激光信號；數(shù)字模塊處理光接收器接收的激光信 號；主電路板根據(jù)數(shù)字模塊輸出的信號確定檢測點濃度； 激光測距模塊由測距激光器輸出激光信號通過激光反射板反射光信號；測距光接收器 接收激光反射板反射的激光信號；計時器處理測距光接收器接收的激光信號確定檢測泄漏 點距離并記錄檢測時間； 顯示電路顯示現(xiàn)場檢測濃度及距離數(shù)據(jù)； 按鍵電路板控制整系統(tǒng)裝置的功能實現(xiàn)； 電源模塊給激光測距模塊和激光檢測濃度模塊及裝置供電； 報警模塊接收激光測距模塊和激光檢測濃度模塊的報警信號； 中央數(shù)據(jù)存儲保存濃度和距離的檢測數(shù)據(jù)； 本發(fā)明提供的實施步驟如下： ① 激發(fā)濃度激光信號，將所述激光信號對準反射板； ② 當所述激發(fā)激光光束的光路經(jīng)過可能發(fā)生甲烷氣體泄漏的重點檢查區(qū)域上的激光 反射板時，即激光反射板反射經(jīng)過甲烷泄漏檢測區(qū)的激光光束時，濃度探測光接收器接收 經(jīng)過甲烷泄漏檢測區(qū)的反射激光光束，得到目標激光信號； ③ 數(shù)字模塊分析所述目標激光信號的光譜，主電路板根據(jù)目標激光信號的光譜變化顯 示出甲烷的濃度值，判定甲烷泄漏檢測區(qū)是否有甲烷泄漏，其中，激光光束路徑長度決定檢 測濃度值，濃度值是光束路徑濃度距離長度的濃度平均值； ④ 激光檢測濃度模塊判定有甲烷泄漏的情況下，同一時間激光測距模塊發(fā)射所述測距 激光光束，其中，所述測距激光光束的光路經(jīng)過激光濃度檢測模塊判斷的甲烷氣體泄漏點 上的激光反射板；激光反射板反射經(jīng)過甲烷檢測泄漏點的激光光束； ⑤ 測距光接收器接收經(jīng)過甲烷檢測泄漏點的反射激光光束，得到目標激光信號； ⑥ 計時器分析所述目標激光信號的時間，根據(jù)目標激光信號的時間長短變化顯示模塊 顯示出泄漏點的距離值，判定甲烷檢測泄漏點的距離； ⑦ 激光測距模塊確定泄漏點與檢測模塊距離，由報警模塊發(fā)出濃度報警信號及泄漏點 距離位置； ⑧ 濃度報警信號產(chǎn)生時中央數(shù)據(jù)存儲記錄濃度檢測數(shù)據(jù)值和檢測距離數(shù)據(jù)值。
[0005] 有益效果 區(qū)別于【背景技術】，本發(fā)明提供一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置，本 發(fā)明能夠獲得現(xiàn)場的監(jiān)測濃度及泄漏點和監(jiān)測點之間的距離，實現(xiàn)同步環(huán)境甲烷濃度、距 離的數(shù)據(jù)采集。設置了激光測距模塊在激光甲烷氣體檢測裝置上，利用激光光束路徑長度 決定檢測濃度值，濃度值是光束路徑濃度距離長度的濃度平均值，激光甲烷濃度檢測模塊 檢測到濃度并發(fā)出報警信號，接收激光反射板的反射光源，檢測點多，顯示距離、調(diào)試方便， 成本低，效率高。本發(fā)明通過激光測距模塊和激光濃度檢測模塊之間傳輸光報警信號。且 激光光柱是無源探測體，利用激光測距模塊、激光濃度檢測模塊，在檢測濃度報警同時檢測 目標泄漏點距離，實現(xiàn)現(xiàn)場同步檢測甲烷氣體泄漏濃度和目標泄漏點距離的功能，重點檢 測區(qū)域，各重點泄漏檢測點上掛置激光反射板，以利于獲取更好的檢測效果。完全符合石油 氣站、檢驗站或氣罐站應用中檢測的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007] 圖2是本發(fā)明的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0008] 為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具 體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 請參閱圖1，本實施方式提供了一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置，包括： 激光測距模塊1、激光檢測濃度模塊5、顯示電路模塊11、按鍵電路板12、電源模塊13、報警 模塊14以及中央數(shù)據(jù)存儲15,其中，激光反射板10安裝在可能發(fā)生甲烷氣體泄漏的重點檢 查區(qū)域上； 所述激光檢測濃度模塊5由甲烷濃度探測激光器6輸出激光信號通過激光反射板10 反射光信號；所述濃度探測光接收器7接收激光反射板10反射的激光信號；所述數(shù)字模塊 8處理光接收器7接收的激光信號；所述主電路板9根據(jù)數(shù)字模塊8輸出的信號確定檢測點 濃度；所述激光測距模塊1由測距激光器2輸出激光信號通過激光反射板10反射光信號； 所述測距光接收器3接收激光反射板10反射的激光信號；所述計時器4處理測距光接收器 3接收的激光信號確定檢測泄漏點距離。
[0009] 具體的，所述顯示電路11顯示現(xiàn)場檢測濃度及距離數(shù)據(jù)；所述按鍵電路板12控制 整系統(tǒng)裝置的功能實現(xiàn)；所述電源模塊13給激光測距模塊1和激光檢測濃度模塊5及裝置 供電；所述報警模塊14接收激光測距模塊1和激光檢測濃度模塊5的報警信號；所述中央 數(shù)據(jù)存儲15保存濃度和距離的檢測數(shù)據(jù)。
[0010] 請參閱圖2,本實施方式提供一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測方法及裝置， 該方法起始于步驟S401，激發(fā)濃度激光信號，將所述激光信號對準反射板；發(fā)射所述激發(fā) 激光光束，其中，所述激發(fā)激光光束的光路經(jīng)過可能發(fā)生甲烷氣體泄漏的重點檢查區(qū)域上 的反射板。
[0011] 步驟S402,反射經(jīng)過甲烷泄漏檢測區(qū)的激光光束；接收經(jīng)過甲烷泄漏檢測區(qū)的反 射激光光束，得到目標激光信號； 步驟S403,分析所述目標激光信號的光譜，根據(jù)目標激光信號的光譜變化顯示模塊顯 示出甲烷的濃度值，判定甲烷泄漏檢測區(qū)是否有甲烷泄漏，其中，激光光束路徑長度決定檢 測濃度值，濃度值是光束路徑濃度距離長度的濃度平均值； 步驟S404,并在判定有甲烷泄漏的情況下，同一時間激光測距模塊發(fā)射所述測距激光 光束，其中，所述測距激光光束的光路經(jīng)過激光濃度檢測模塊判斷的甲烷氣體泄漏點上的 反射板； 步驟S405,反射經(jīng)過甲烷檢測泄漏點的激光光束；接收經(jīng)過甲烷檢測泄漏點的反射激 光光束，得到目標激光信號。
[0012] 步驟S406，分析所述目標激光信號的時間，根據(jù)目標激光信號的時間長短變化顯 示模塊顯示出泄漏點的距離值，判定甲烷檢測泄漏點的距離。
[0013] 步驟S407,激光測距模塊確定泄漏點與檢測模塊距離，由報警模塊發(fā)出濃度報警 信號及泄漏點距離位置；在中央數(shù)據(jù)存儲中拷出濃度檢測數(shù)據(jù)值和檢測距離數(shù)據(jù)值。
[0014] 具體的，甲烷濃度超出報警值時，檢測濃度模塊和測距模塊發(fā)出報警信號，顯示控 制將濃度、距離顯示于顯示屏。工作人員依據(jù)報警信號采取安全措施。
[0015] 在本實施方式中，利用激光光束路徑長度決定濃度值，濃度值是光束路徑濃度距 離長度平均值濃度，因此激光測距模塊和激光濃度檢測模塊在檢測濃度報警同時檢測目標 泄漏點距離，實現(xiàn)現(xiàn)場同步檢測甲烷氣體泄漏濃度和目標泄漏點距離的功能，重點檢測區(qū) 域，各重點泄漏檢測點上掛置激光反射板，利于接收激光反射板的反射光源，便于查找氣體 泄漏點。完全符合油田作業(yè)區(qū)應用中檢測的需求，能夠解決【背景技術】中提到的問題。本領 域技術人員應該理解的是，其他類似的大型場所的甲烷氣體檢測均可應用本發(fā)明的技術方 案，還可以廣泛的應用在廠礦企業(yè)、大型油田油庫等需要重點加強監(jiān)控、防范等所有室內(nèi)外 環(huán)境。當然對于其他需要監(jiān)測的氣體如C0, 302等，也可根據(jù)本發(fā)明的思想進行變換，屬于 本發(fā)明的保護范圍。
[0016] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技 術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測裝置，包括：激光測距模塊、激光檢測濃度 模塊、激光反射板、顯示電路模塊、按鍵電路板、電源模塊、報警模塊以及中央數(shù)據(jù)存儲，其 中，激光反射板安裝在可能發(fā)生甲烷氣體泄漏的重點檢查區(qū)域上；激光測距模塊包括測距 激光器，測距光接收器，計時器；激光濃度模塊包括濃度激光器，濃度光接收器，數(shù)字模塊， 主電路板； 激光檢測濃度模塊由甲烷濃度探測激光器輸出激光信號通過激光反射板反射光信號； 濃度探測光接收器接收激光反射板反射的激光信號；數(shù)字模塊處理光接收器接收的激光信 號；主電路板根據(jù)數(shù)字模塊輸出的信號確定檢測點濃度； 激光測距模塊由測距激光器輸出激光信號通過激光反射板反射光信號；測距光接收器 接收激光反射板反射的激光信號；計時器處理測距光接收器接收的激光信號確定檢測泄漏 點距離并記錄檢測時間； 顯示電路顯示現(xiàn)場檢測濃度及距離數(shù)據(jù)； 按鍵電路板控制整系統(tǒng)裝置的功能實現(xiàn)； 電源模塊給激光測距模塊和激光檢測濃度模塊及裝置供電； 報警模塊接收激光測距模塊和激光檢測濃度模塊的報警信號； 中央數(shù)據(jù)存儲保存濃度和距離的檢測數(shù)據(jù)； 本發(fā)明提供的實施步驟如下： ① 激發(fā)濃度激光信號，將所述激光信號對準反射板； ② 當所述激發(fā)激光光束的光路經(jīng)過可能發(fā)生甲烷氣體泄漏的重點檢查區(qū)域上的激光 反射板時，即激光反射板反射經(jīng)過甲烷泄漏檢測區(qū)的激光光束時，濃度探測光接收器接收 經(jīng)過甲烷泄漏檢測區(qū)的反射激光光束，得到目標激光信號； ③ 數(shù)字模塊分析所述目標激光信號的光譜，主電路板根據(jù)目標激光信號的光譜變化顯 示出甲烷的濃度值，判定甲烷泄漏檢測區(qū)是否有甲烷泄漏，其中，激光光束路徑長度決定檢 測濃度值，濃度值是光束路徑濃度距離長度的濃度平均值； ④ 激光檢測濃度模塊判定有甲烷泄漏的情況下，同一時間激光測距模塊發(fā)射所述測距 激光光束，其中，所述測距激光光束的光路經(jīng)過激光濃度檢測模塊判斷的甲烷氣體泄漏點 上的激光反射板；激光反射板反射經(jīng)過甲烷檢測泄漏點的激光光束； ⑤ 測距光接收器接收經(jīng)過甲烷檢測泄漏點的反射激光光束，得到目標激光信號； ⑥ 計時器分析所述目標激光信號的時間，根據(jù)目標激光信號的時間長短變化顯示模塊 顯示出泄漏點的距離值，判定甲烷檢測泄漏點的距離； ⑦ 激光測距模塊確定泄漏點與檢測模塊距離，由報警模塊發(fā)出濃度報警信號及泄漏點 距離位置； ⑧ 濃度報警信號產(chǎn)生時中央數(shù)據(jù)存儲記錄濃度檢測數(shù)據(jù)值和檢測距離數(shù)據(jù)值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測裝置的特征在于，能 夠獲得現(xiàn)場的監(jiān)測濃度及泄漏點和監(jiān)測點之間的距離，實現(xiàn)同步環(huán)境甲烷濃度、距離的數(shù) 據(jù)采集；一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測裝置設置了激光測距模塊在激光甲烷氣體 檢測裝置上，利用激光光束路徑長度決定檢測濃度值，濃度值是光束路徑濃度距離長度的 濃度平均值，激光甲烷濃度檢測模塊檢測到濃度并發(fā)出報警信號，接收激光反射板的反射 光源，檢測點多，能顯示距離；一種具有激光測距功能的甲烷氣體檢測裝置通過激光測距模 塊和激光濃度檢測模塊之間傳輸光報警信號，且激光光柱是無源探測體，利用激光測距模 塊、激光濃度檢測模塊，在檢測濃度報警同時檢測目標泄漏點距離，實現(xiàn)現(xiàn)場同步檢測甲烷 氣體泄漏濃度和目標泄漏點距離的功能，重點檢測區(qū)域，各重點泄漏檢測點上掛置激光反 射板。
【文檔編號】G01M3/38GK104101571SQ201410358869
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月27日 優(yōu)先權日:2014年7月27日
【發(fā)明者】張揚, 黃天順, 李鳳捷, 婁銳, 胡馨月, 石雯 申請人:北京航星網(wǎng)訊技術股份有限公司