氣體檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣體檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，燃氣在工業(yè)、民用上的應(yīng)用也越來越廣泛，燃氣作為一種能源，燃氣管道的泄漏不僅會造成經(jīng)濟損失，而且也可能引起人身傷害，因此，燃氣檢測作為預(yù)防措施顯得尤為重要。目前，常用的檢測方法是通過燃氣檢測儀，但由于燃氣檢測儀的檢測效率低、速度慢，難以滿足實際應(yīng)用的需要，尤其是對于一些特殊的應(yīng)用場所，例如，化工領(lǐng)域的架空管路、高層建筑燃氣管路等置于空中的管路更是難以檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于此，本發(fā)明提出了一種氣體檢測系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對置于空中的管路是否泄漏難以檢測的問題。
[0004]一個方面，本發(fā)明提出了一種氣體檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:地面系統(tǒng)和飛行系統(tǒng)；其中，所述地面系統(tǒng)包括光電探測器和數(shù)據(jù)處理裝置；所述飛行系統(tǒng)包括飛行裝置及設(shè)置于所述飛行裝置的激光發(fā)射裝置和光路轉(zhuǎn)換裝置；所述激光發(fā)射裝置用于向被檢測區(qū)域發(fā)射激光；所述光路轉(zhuǎn)換裝置用于接收所述被檢測區(qū)域反射回的激光并轉(zhuǎn)向至光電探測器；所述光電探測器用于接收所述反射回的激光并轉(zhuǎn)換成反射激光參數(shù)電信號；所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述光電探測器相連接，用于接收所述反射激光參數(shù)電信號，并根據(jù)所述發(fā)射激光參數(shù)電信號和預(yù)先存儲的所述激光發(fā)射裝置的發(fā)射激光參數(shù)電信號確定被檢測區(qū)域的氣體成分和/或含量。
[0005]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)中，所述激光發(fā)射裝置為單波長激光發(fā)射裝置。
[0006]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)中，所述激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光通過空氣或光纖傳播至所述光路轉(zhuǎn)換裝置。
[0007]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)中，所述光路轉(zhuǎn)換裝置接收的所述被檢測區(qū)域反射回的激光通過空氣或光纖傳播至光電探測器。
[0008]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)還包括:地面車載，所述光電探測器和數(shù)據(jù)處理裝置設(shè)置于所述地面車載。
[0009]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)還包括:第一定位系統(tǒng)，用于確定所述飛行裝置置于所述地面系統(tǒng)上方的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，以使所述光電探測器接收所述激光發(fā)射裝置轉(zhuǎn)向的反射激光。
[0010]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)中，所述第一定位系統(tǒng)包括:激光器，設(shè)置于所述地面系統(tǒng)，用于向所述飛行裝置發(fā)射激光；感光板，設(shè)置于所述飛行裝置的底部，用于接收所述發(fā)光裝置發(fā)射的激光，并返回感光電信號；接收裝置，設(shè)置于地面系統(tǒng)，用于接收返回的所述感光電信號并根據(jù)返回的所述感光電信號確定所述飛行裝置是否處于所述地面系統(tǒng)上方的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0011]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)中，所述第一定位系統(tǒng)包括:第一 GPS系統(tǒng)、第二 GPS系統(tǒng)和控制裝置；其中，所述第一 GPS系統(tǒng)設(shè)置于地面系統(tǒng)，用于定位地面系統(tǒng)的位置；所述第二 GPS系統(tǒng)設(shè)置于飛行系統(tǒng)，用于定位飛行系統(tǒng)的位置；控制裝置，與所述第一 GPS系統(tǒng)和所述第二 GPS系統(tǒng)電連接，用于接收所述地面系統(tǒng)和所述飛行系統(tǒng)的位置，以及控制所述飛行系統(tǒng)以使所述飛行系統(tǒng)置于所述地面系統(tǒng)上方的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0012]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)還包括:第二定位系統(tǒng)，設(shè)置于所述飛行裝置，用于保證所述飛行裝置與被檢測區(qū)域之間的距離在預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)。
[0013]進一步地，上述氣體檢測系統(tǒng)中，所述第二定位系統(tǒng)還用于在反射距離小于預(yù)設(shè)距離時發(fā)出檢測異常報警信號；所述反射距離為所述光路轉(zhuǎn)換裝置與被檢測區(qū)域內(nèi)的激光反射點之間的距離中的距離。
[0014]本發(fā)明提供的氣體檢測系統(tǒng)通過激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光對被檢測區(qū)域的氣體進行檢測，并且該氣體檢測系統(tǒng)分為地面系統(tǒng)和飛行系統(tǒng)兩部分，飛行系統(tǒng)攜帶激光發(fā)射裝置和光路轉(zhuǎn)換裝置至空中，可以對空中的管路直接進行檢測，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以比較方便地對空中管路的氣體泄漏情況進行檢測，以便及時了解空中管路的泄漏情況。此外，當(dāng)飛行裝置出現(xiàn)問題時僅需更換光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置和激光發(fā)射裝置即可，有效地降低了高空氣體檢測的成本。
【附圖說明】
[0015]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例提供的氣體檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明實施例提供的氣體檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0017]參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的氣體檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，該檢測系統(tǒng)包括:地面系統(tǒng)I和飛行系統(tǒng)2。其中，地面系統(tǒng)I設(shè)置在地面上，飛行系統(tǒng)2可以在空中飛行，本實施例通過地面系統(tǒng)I和飛行系統(tǒng)2的配合來完成檢測。
[0018]飛行系統(tǒng)2可以包括飛行裝置21、激光發(fā)射裝置23和光路轉(zhuǎn)換裝置22。飛行裝置21可以為飛行器，例如直升機、無人機等。激光發(fā)射裝置23用于直接向被檢測區(qū)域發(fā)射激光，具體實施時，激光發(fā)射裝置11可以為激光器。激光發(fā)射裝置11具體發(fā)射的波長可以根據(jù)被檢測氣體進行選擇，例如，當(dāng)檢測氣體為甲烷時采用激光工作波長為1653.7nm，因為甲烷氣體可以吸收該波長的激光。光路轉(zhuǎn)換裝置22用于接收被檢測區(qū)域反射回的激光，以及變換被檢測區(qū)域反射回的激光的傳播方向，以使反射回的激光向地面系統(tǒng)I傳播。具體實施時，光路轉(zhuǎn)換裝置22接收的被檢測區(qū)域反射回的激光可以通過空氣或光纖傳播至光電探測器13。需要說明的是，具體實施時，光路轉(zhuǎn)換裝置22可以由凹鏡、透鏡、棱鏡等光學(xué)器件組成，光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置22只要能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向的目的即可，【具體實施方式】多樣，本實施例對其不做任何限定。
[0019]地面系統(tǒng)I可以包括光電探測器13和數(shù)據(jù)處理裝置12。光電探測器13用于接收反射回的激光并轉(zhuǎn)換成反射激光參數(shù)電信號；數(shù)據(jù)處理裝置12與光電探測器13相連接，用于接收反射激光參數(shù)電信號；數(shù)據(jù)處理裝置12內(nèi)還預(yù)先存儲有激光發(fā)射裝置11發(fā)射的發(fā)射激光參數(shù)電信號，數(shù)據(jù)處理裝置12根據(jù)預(yù)先存儲的發(fā)射激光參數(shù)電信號和接收的反射激光參數(shù)電信號確定被檢測區(qū)域的氣體成分和/或含量。其中，發(fā)射激光參數(shù)電信號和反射激光參數(shù)電信號可以包括激光的波長、強度等信息，數(shù)據(jù)處理裝置12可以根據(jù)接收到的反射回的激光損失的波長和強度損耗來得出各氣體的組成和含量。數(shù)據(jù)處理裝置12可以通過分析激光光譜的波長信息確定被檢測氣體的組成，反射回的激光強度損耗等信息得出被檢測氣體中各組分含量，分析方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的三級鑒別法、整體解析法等其他分析方法等。需要說明的是，發(fā)射激光參數(shù)和反射激光參數(shù)的具體包括的參數(shù)類型可以根據(jù)實際情況來確定，本實施例對此不作任何限定。具體實施時，數(shù)據(jù)處理裝置12可以為單片機、DSP、計算機等。
[0020]本實施例的工作原理為:對于某種特定的氣體，可以吸收特定波長的激光，本發(fā)明實施例利用氣體的該特性對氣體進行檢測。例如，甲烷可以吸收波長為1653.7nm的激光，當(dāng)檢測甲烷時，使激光發(fā)射裝置11發(fā)射波長為1653.7nm的激光，該波長的激光射向被檢測區(qū)域時，如果該被檢測區(qū)域內(nèi)有甲烷氣體，則甲烷氣體會全部或部分吸收該波長的激光，通過甲烷氣體反射回的激光將不再有該波長的激光或者該波長的激光會減弱；如果該被檢測區(qū)域內(nèi)沒有甲烷氣體，則該波長的激光不會被吸收。可以看出，根據(jù)該特性，通過對發(fā)射激光和被檢測區(qū)域反射回的激光進行分析，即可確定被檢測區(qū)域內(nèi)的氣體成分。此外，甲烷吸收氣體時，也會造成激光強度損耗，而不同氣體對激光造成損耗的能力不同，所以通過分析激光強度的損耗便可以確定氣體的含量。
[0021]本實施例的工作過程為:啟動飛行裝置21，飛行裝置21攜帶激光發(fā)射裝置23和光路裝換裝置22上升至被檢測區(qū)域附近，然后飛行裝置21調(diào)整位置，進而調(diào)整光路轉(zhuǎn)換裝置22的位置，以使光電探測器13可以接收到光路轉(zhuǎn)換裝置22轉(zhuǎn)向后的反射激光，待調(diào)整好飛行裝置21的位置后，開始檢測，此時，由激光發(fā)射裝置11發(fā)射的激光直接射向被檢測區(qū)域，激光被待檢測氣體反射，反射回的激光通過光路轉(zhuǎn)換裝置22進行變向，變向后的激光在空氣或光纖介質(zhì)中傳播，傳輸至光電探測器13，光電探測器13將該反射激光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送給數(shù)據(jù)處理裝置12，數(shù)據(jù)處理裝置12對將該激光和激光發(fā)射裝置11發(fā)射的激光進行分析得到被檢測氣體的成分和/或含量。
[0022]本實施例中提供的氣體檢測系統(tǒng)通過激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光對被檢測區(qū)域的氣體進行檢測，并且該氣體檢測系統(tǒng)分為地面系統(tǒng)I和飛行系統(tǒng)2兩部分，飛行系統(tǒng)2攜帶激光發(fā)射裝置23和光路轉(zhuǎn)換裝置22至空中，可以對空中的管路直接進行檢測，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例可以比較方便地對空中管路的氣體泄漏情況進行檢測，以便及時了解空中管路的泄漏情況。此外，當(dāng)飛行裝置12出現(xiàn)問題時僅需更換光學(xué)轉(zhuǎn)換裝置22和激光發(fā)射裝置21即可，有效地降低了高空氣體檢測的成本。
[0023]上述實施例中，激光發(fā)射裝置23可以為單波長激光發(fā)射裝置，即該激光發(fā)射裝置只能發(fā)射一種波長的激光。由于該激光發(fā)射裝置只能發(fā)射一種波長的激光，所以只能對一種氣體進行檢測，但由于單波長激光發(fā)射裝置重量較輕，比較容易攜帶入空中，而且可以直接將發(fā)射的激光照射在被檢測區(qū)域，檢測精度也比較高。可以看出，本實施例將重量較重的數(shù)據(jù)處理裝置12設(shè)置在地面上，而只是將重量較輕的光路轉(zhuǎn)換裝置22和只能發(fā)射單波長的激光發(fā)射裝置23通過飛行裝置21攜帶到空中，通過該方法將核心較重的設(shè)備轉(zhuǎn)移到地面，從而減輕飛行裝置21攜帶的重量，增加飛行裝置21的續(xù)航能力，可以一次完成較大區(qū)域