[发明专利]激光成像检漏系统和方法

说明书

本发明涉及一种检漏方法和装置，特别是涉及采用激光成像的方法对大型仪器设备进行检漏的一种激光成像检漏系统和方法

现有使用的检漏方法大致可分为四类：压力检测法、真空检测法、气体检测法和超声波检测法，如：参考文献[1]张旦华，肖盛怡译：“传感器应用”，[日]自动化技术编辑部，中国计量出版社，1992年。其中气体检测法优于其它三类方法。在气体检测法中，常用的有卤素检测法、导热率检测法和氦检测器等。这四类检漏方法的检漏灵敏度有所不同，有的灵敏度较低，有的较高，气体检测法的灵敏度均可达到年泄漏率小于1克，其中氦检漏器灵敏度更高。上述的气体检漏方法中应用最广的是卤素检测法，卤素检测法所使用的卤素气体传感器结构如图1所示。卤素检测法是以加热的铂为正极7，在其附近配置负极8，电位计9，加热器10，加热器电源11，若形成电位，就有微弱的电流流动。但若存在卤素气体，则正离子增加，且电流增大。卤素气体传感器就是利用该现象进行测量的。传感器的灵敏度由气体浓度决定。因气体不断地向空气中扩散，随着时间的延长，灵敏度就会下降，故检漏灵敏度根据使用方法的不同而相差很大。上述四类检漏方法共同的缺点是：(1)．检漏时检测人员的劳动强度大，费工时，严重影响整个工作的进度。(2)．它们都不能进行定位检漏，尤其是在多节点检漏过程中，上述四类检漏方法很难给出泄漏的确切位置。

本发明目的在于克服上述已有技术的缺点和不足，为了节约时间，减轻检漏时检测人员的劳动强度，提高工作效率，使劳动强度大和费工时的检漏工作成为方便的、劳动强度小、经济性好的高技术检测工作；其次，为了精确地检测出泄漏的确切位置，提高测量准确度；并且进一步为了实现大面积的一次检漏，从而提供一种采用激光成像的检漏系统和方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明提供的激光成像检漏系统包括激光器、成像仪、监视器和被测介质的气瓶；其中被检测物安置在激光器的输出光前方，成像仪的镜头对准被检测物放置，成像仪和监视器导线电连接；该气瓶上的气嘴与被检测物之间通过管道连接；当要检测某一设备是否漏气时，需对被检测物充有一定压力的气体，激光照射在被检测物某一部份时，当被测介质从被检测物中泄漏出来，由于泄漏气体吸收激光能量，因此泄漏气体与周围的环境有一个温差，通过成像仪在监视器上可清楚地观察到泄漏气体流动的图像，从而达到检漏的目的。

本发明的激光成像检漏系统还包括一扫描仪，扫描仪的扫描头位于激光器和被测物之间，激光器输出光直接照射在扫描头的反射镜上，激光束与扫描头的反射镜面成45°±5°角，在扫描头反射镜反射输出光的前方光路上安置一凸透镜，凸透镜输出光经扫描成H宽度直接照射在被检测物上。并且，为了增大激光照射的面积，还可以在从激光器输出光到扫描头的反射镜之间的光路上安置一组凹、凸透镜；扫描头既可放置在可调节角度的支架上，也可拿在手中。垂直方向的激光束扩散角度一般设计为±15°，水平方向的激光最大扩散角可达到±15°～±24°。这样，被测物离扫描装置越远，激光在被测物上的照射面积就越大。通过扫描光路的合理设计和扫描头反射镜角度的调节，使激光检漏设备产生的激光束扩大到矩形大面积的激光照射面，达到激光照射在被测物的大面积内泄露点一次检出的效果，从而大大地提高检漏工作效率。

其中，激光器可用的种类包括半导体激光器、二氧化碳激光器、氦氖激光器和YAG激光器等，作为被测介质的气体的种类包括氨、氟利昂、一氧化二氮、六氟化硫、氟碳氮、甲醇、乙烯和过氯乙烯等，成像仪的种类包括各种摄像机、热像仪等，监视器也可用一般显视器和电视机代替。

本发明的激光检漏方法是利用光学成像原理，使用本发明的激光检漏装置，首先打开充填某种气体作为被测介质的气瓶的开关，将某种气体充填在被检测物内作为被测介质，然后打开激光器，同时打开成像仪、监视器的开关，激光照射在被检测物某一部份时，当被测介质从被检测物中泄漏出来，由于泄漏气体吸收激光能量，因此泄漏气体与周围的环境有一个温差，通过成像仪在监视器上可清楚地观察到泄漏气体流动的图像，达到多节点精确定位检漏的目的。如图3所示，冒黑烟的就是被测介质泄漏的流动图像。当在该装置中安有一扫描头时，经扫描头的反射镜反射输出光到前方光路上的凸透镜，凸透镜输出光被扫描成H宽度直接照射在被检测物上；扫描仪可把激光照射面积扩大到具有一定宽度和高度的巨型面积，从而扩大了检测视场的面积，因此提高了工作效率。