專利名稱：三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種氣體濃度檢測設(shè)備，具體的說，涉及了一種三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
在エ廠或者居民區(qū)，一旦發(fā)生可燃氣體、毒氣等危險氣體的泄露，將會對工作人員或居民的生命、財產(chǎn)造成嚴重的傷害，因此，這些場所需要實時監(jiān)測環(huán)境的危險氣體濃度，以便在發(fā)生泄漏的早期及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，把事故防范于未然，將事故損失降低到最小。通常，在需要監(jiān)測的區(qū)域放置固定點型的氣體探測器，或者通過人工攜帯檢測儀進入監(jiān)測區(qū)域進行危險氣體濃度檢測；固定點型的氣體探測器通常探測范圍較小，ー個監(jiān)測區(qū)域需要放置很多個探測器，而且，它對放置位置的要求很高，只能探測到探測器周圍的環(huán)境，另外，該種探測器響應(yīng)時間長，容易中毒；人工攜帯檢測儀檢測，可能會出現(xiàn)人工還沒找到泄漏點自身已經(jīng)被有毒害的危險氣體所熏倒，所以，人工去現(xiàn)場檢測存在工作人員危險性大、不適于應(yīng)用的問題。目前，還沒有一種能夠大面積、區(qū)域性檢測危險氣體泄漏的裝置，為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求ー種理想的技術(shù)解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了ー種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、控制靈活、適于大面積監(jiān)測、高效可靠的三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置，它包括數(shù)控掃描云臺和激光氣體檢測與控制系統(tǒng)；其中，所述數(shù)控掃描云臺包括水平旋轉(zhuǎn)裝置、安裝在所述水平旋轉(zhuǎn)裝置上的垂直旋轉(zhuǎn)裝置和分別驅(qū)動所述水平旋轉(zhuǎn)裝置和所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置動作的數(shù)控掃描云臺控制模塊；所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)安裝在所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置上；所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)運行控制單元和激光氣體檢測單元，其中，所述系統(tǒng)運行控制単元包括微處理器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、報警模塊和電源模塊，所述激光氣體檢測單元包括激光發(fā)射與接收光學系統(tǒng)、激光器控制模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和信號解調(diào)與處理模塊，所述微處理器模塊分別連接所述數(shù)據(jù)傳輸模塊、所述報警模塊、所述數(shù)控掃描云臺控制模塊、所述激光器控制模塊和所述信號解調(diào)與處理模塊。基于上述，所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)安裝在外筒內(nèi)，所述外筒安裝在所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置上。本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進步，具體的說，該三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置通過控制其掃描云臺對燃氣管網(wǎng)、燃氣站、化工廠、建筑等場所進行三維連續(xù)掃描,從而實現(xiàn)大面積區(qū)域性實時監(jiān)測，反應(yīng)速度快,效率高,一旦發(fā)生危險氣體泄漏，能夠快速、準確定位危險氣體泄漏位置；該三維云臺激光遙測三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置，還可以固定于可移動的設(shè)備，如汽車頂部、電動車上進行移動式巡檢，特別適用于檢測人員無法到達地方的危險氣體泄漏檢測，利于提高檢測效率。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
，對本實用新型的技術(shù)方案做進ー步的詳細描述。如圖I和圖2所示，一種三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置，它包括數(shù)控掃描云臺和激光氣體檢測與控制系統(tǒng)；其中，所述數(shù)控掃描云臺包括水平旋轉(zhuǎn)裝置I、安裝在所述水平旋轉(zhuǎn)裝置I上的垂直旋轉(zhuǎn)裝置2和分別驅(qū)動所述水平旋轉(zhuǎn)裝置I和所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置2動作的數(shù)控掃描云臺控制模塊；所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)安裝在外筒3內(nèi)，所述外筒3安裝在所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置2上。該裝置通過控制數(shù)控掃描云臺沿著水平方向、垂直方向或者其它預(yù)先設(shè)定的路線旋轉(zhuǎn)，帶動激光氣體檢測單元一起旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)大面積區(qū)域性的實時氣體泄漏監(jiān)測。所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)運行控制單元和激光氣體檢測單元，其中，所述系統(tǒng)運行控制単元包括微處理器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、報警模塊和電源模塊，所述激光氣體檢測單元包括激光發(fā)射與接收光學系統(tǒng)、激光器控制模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和信號解調(diào)與處理模塊，所述微處理器模塊分別連接所述數(shù)據(jù)傳輸模塊、所述報警模塊、所述數(shù)控掃描云臺控制模塊、所述激光器控制模塊和所述信號解調(diào)與處理模塊；所述電源模塊連接各個模塊為整個系統(tǒng)供電。所述系統(tǒng)運行控制單元控制整體系統(tǒng)的運行，所述微處理器模塊連接數(shù)控掃描云臺控制模塊，通過向其發(fā)送命令實現(xiàn)對數(shù)控掃描云臺的掃描控制；所述數(shù)控掃描云臺控制模塊主要實現(xiàn)掃描云臺按照特定路徑進行旋轉(zhuǎn)；所述微處理器模塊給數(shù)控掃描云臺控制模塊發(fā)送命令，控制數(shù)控掃描云臺以恒定的或者變化的速度進行旋轉(zhuǎn)，同時帶動激光氣體檢測單元一起旋轉(zhuǎn)掃描；掃描路徑可以通過發(fā)送不同的命令自由設(shè)定，當微處理器模塊發(fā)送不同的水平夾角、垂直夾角命令給數(shù)控掃描云臺控制模塊時，就能使數(shù)控掃描云臺照射特定的位置進行檢測；當發(fā)送ー組連續(xù)的水平夾角、垂直夾角組合就可以實現(xiàn)ー個區(qū)域的檢測，例如，將ー組連續(xù)的角度組合轉(zhuǎn)換成命令，發(fā)送給數(shù)控掃描云臺控制模塊，就可以使該裝置實現(xiàn)對水平0到360度、垂直-50到-20度的一個圓環(huán)區(qū)域的掃描，掃描完該路徑，自動重新開始，進行第二輪掃描，以此循環(huán)，從而實現(xiàn)對該區(qū)域的實時監(jiān)測；更換不同的角度矩陣，可以檢測不同的區(qū)域；這樣在安裝該裝置時，就可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)定好掃描角度矩陣命令，實現(xiàn)針對性的檢測。所述微處理器模塊連接數(shù)據(jù)傳輸模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸；數(shù)據(jù)傳輸模塊用于傳輸數(shù)據(jù)，可以包括任何ー種形式的數(shù)據(jù)傳輸，例如GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊、藍牙通訊模塊等無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；可以實時傳輸氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)及對應(yīng)的角度組合、報警信息，或者系統(tǒng)設(shè)置信息等，實現(xiàn)遠程操控。 所述微處理器模塊連接報警模塊，實現(xiàn)當有氣體泄漏時發(fā)出聲光報警；報警模塊包括聲光報警或者其他形式的報警，存在危險氣體泄漏時，同時發(fā)出聲音，和光的報警，報警點可以設(shè)定；可以通過微處理器模塊設(shè)置報警聲音的音量、頻率或者報警燈閃爍的頻率等根據(jù)氣體濃度的不同而不同，提示人員危險氣體濃度的大小，有利于快速查找泄漏源。所述微處理器模塊連接激光氣體檢測單元，實時采集檢測到的氣體信息，并判斷是否存在危險氣體泄漏；激光氣體檢測單元采用先進的激光吸收光譜技木，所述激光發(fā)射與接收光學系統(tǒng)包括準直器以及由若干接收透鏡、濾光片組成的接收光學系統(tǒng)；所述激光器控制模塊包括激光器、波長調(diào)制電路和溫度控制電路，主要為控制激光器的波長調(diào)制、以及激光器的溫度控制；所述光電轉(zhuǎn)換模塊主要包括光電探測器、光電轉(zhuǎn)換電路及前置放大電路，用于將攜帶有氣體信息的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；所述信號解調(diào)與處理模塊主要包括微弱信號的解調(diào)和處理，從帶有氣體信息的微弱信號中提取出氣體信息；激光器控制模塊使激光器發(fā)出特定波長的激光，恰好處于所測危險氣體的特征吸收峰，激光穿過檢測區(qū)域，照射到墻面、地面、草坪、樹等背景物上，發(fā)生反射，反射光被透鏡所收集匯聚在探測器上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，對經(jīng)過氣體吸收的光信號進行信號解調(diào)與處理后，得到危險氣體的濃度信息。 當檢測到危險氣體泄漏時，激光氣體檢測單元將氣體濃度信息傳送至系統(tǒng)運行控制単元的微處理器，同時微處理器記錄該點的角度組合，并控制數(shù)據(jù)傳輸模塊將該信息上傳，控制報警模塊進行聲光報警，提醒人員注意該區(qū)域哪個位置存在危險氣體泄漏，以便采取進ー步的預(yù)防、補救措施，從而有效預(yù)防甲烷泄漏事故發(fā)生。該氣體泄漏監(jiān)測裝置集發(fā)射、接收光學系統(tǒng)于一體，并與數(shù)控掃描云臺相連，通過控制掃描云臺，帶動激光氣體檢測單元對ー個區(qū)域進行三維連續(xù)掃描，從而實現(xiàn)大面積區(qū)域性實時氣體監(jiān)測；該裝置可以固定于ー個確定的位置，檢測該區(qū)域的危險氣體泄漏情況，也可以安裝于可移動裝置上，如汽車頂部、電動車把手上，進行移動式巡檢。該氣體泄漏監(jiān)測裝置的優(yōu)點可實現(xiàn)大面積區(qū)域性氣體泄漏的實時監(jiān)測，可用于高低壓燃氣輸配管網(wǎng)等的巡檢，實現(xiàn)遙測，能夠檢測人員無法達到的地方，響應(yīng)速度快、效率高，可以準確、快速定位危險氣體泄漏源，采用收、發(fā)一體的光學系統(tǒng)設(shè)計，使用方便，體積小重量輕、無電火花、安全、抗電磁干擾，具有可調(diào)節(jié)聲光報警，可以根據(jù)報警音、報警燈等快速尋找泄漏源。最后應(yīng)當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
權(quán)利要求1.一種三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于它包括數(shù)控掃描云臺和激光氣體檢測與控制系統(tǒng)；其中，所述數(shù)控掃描云臺包括水平旋轉(zhuǎn)裝置、安裝在所述水平旋轉(zhuǎn)裝置上的垂直旋轉(zhuǎn)裝置和分別驅(qū)動所述水平旋轉(zhuǎn)裝置和所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置動作的數(shù)控掃描云臺控制模塊；所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)安裝在所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置上；所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)運行控制單元和激光氣體檢測單元，其中，所述系統(tǒng)運行控制單元包括微處理器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、報警模塊和電源模塊，所述激光氣體檢測單元包括激光發(fā)射與接收光學系統(tǒng)、激光器控制模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和信號解調(diào)與處理模塊，所述微處理器模塊分別連接所述數(shù)據(jù)傳輸模塊、所述報警模塊、所述數(shù)控掃描云臺控制模塊、所述激光器控制模塊和所述信號解調(diào)與處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于所述激光氣體檢測與控制系統(tǒng)安裝在外筒內(nèi)，所述外筒安裝在所述垂直旋轉(zhuǎn)裝置上。
專利摘要本實用新型提供一種三維云臺掃描激光遙測氣體泄漏監(jiān)測裝置，它包括數(shù)控掃描云臺和激光氣體檢測與控制系統(tǒng)；數(shù)控掃描云臺包括水平旋轉(zhuǎn)裝置、垂直旋轉(zhuǎn)裝置和數(shù)控掃描云臺控制模塊；激光氣體檢測與控制系統(tǒng)安裝在垂直旋轉(zhuǎn)裝置上；激光氣體檢測與控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)運行控制單元和激光氣體檢測單元，系統(tǒng)運行控制單元包括微處理器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、報警模塊和電源模塊，激光氣體檢測單元包括激光發(fā)射與接收光學系統(tǒng)、激光器控制模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和信號解調(diào)與處理模塊，微處理器模塊分別連接數(shù)據(jù)傳輸模塊、報警模塊、數(shù)控掃描云臺控制模塊、激光器控制模塊和信號解調(diào)與處理模塊。該裝置具有使用方便、控制靈活、適于大面積監(jiān)測的優(yōu)點。
文檔編號G01N21/39GK202393703SQ20112052220
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者尚中鋒, 楊清永, 王書潛, 祁澤剛, 賈林濤, 郭東歌 申請人:河南漢威電子股份有限公司