[发明专利]远程光学气体检测装置

说明书

本发明涉及远程光学气体检测装置，该装置尤其可适用于例如化 工厂、提炼厂、气体储存设施等的工业场所的监测。

从文献EP-A-0544962和WO 03/044499得知这种装置，该装置 包括与测量滤波器和基准滤波器相关联的热成像摄像机或红外成像装 置，测量滤波器和基准滤波器交替放置在摄像机或成像装置的瞄准轴 上，测量滤波器具有包括被检测气体的至少一种特定的吸收谱线的传 输波段并对该气体的存在敏感，基准滤波器的传输波段类似于测量滤 波器的传输波段但不包括被检测气体的吸收谱线并因此对该气体的存 在不敏感。

测量原理包括：将观测场景的背景用作红外光源；在瞄准线上突 出被检测气体的存在；通过红外线影像的差异处理计算被检测气体的 集中度，以从空间上处理从被观测区域的不同的温度点产生的通量， 从光谱上将被检测气体从背景中分辨出来，并暂时消除假警报和不及 时的检测。

优选地，该装置在红外-III(IR-III)波段(8至14微米)中工作， 红外-III波段宽于红外-II波段(3至5微米)并使更多通量能够被吸 收，此外，大气吸收在红外-III波段中比在红外-II波段中弱。

在该已知装置中，所使用的摄像机是冷却式摄像机，该摄像机与 其冷却装置一起被容置在适当的盒中并连接至箱，所述箱容纳所有的 供电装置、摄像机和滤波器的控制装置以及用于处理所获取信号的装 置，这种组件笨重、体积大并需要永久性安装。

本发明尤其旨在改进该已知装置、改善该装置的性能并提高应用 该装置的可能性。

为此，本发明提出远程光学气体检测装置，该装置包括红外摄像 机和用于处理信号的装置，所述红外摄像机与相继安装在所述摄像机 的瞄准轴上的测量滤波器和基准滤波器相关联，所述信号由所述摄像 机提供并与观测区域的至少两个不同温度区的通量对应，其特征在于， 所述远程光学气体检测装置包括连接至供电单元的检测盒，所述检测 盒包括具有光测检器矩阵的红外检测器和由转动的盘携带的滤波器 组，该滤波器组布置在所述镜头与所述检测器之间并包括动力驱动装 置，所述动力驱动装置用于使每个滤波器相继位于所述镜头和检测器 的瞄准轴上，所述检测盒还包括电子板、和处理器，所述电子板用于 控制所述检测器、用于获取红外信号并使其数字化、以及用于控制使 承载所述滤波器的所述盘转动的装置，所述处理器负责控制所述检测 盒的工作和将气体检测算法应用于所述检测器所提供的信号。

尤其由于将各种电子控制和处理板和用于处理由检测器提供的信 号的处理器集成在处理盒中，其中，检测器用于检测一种或多种被检 测气体及其在瞄准线上的集中度，因此本发明的装置相比上述已知装 置具有这样的优点，即，紧凑、自携、便于移动、更易于现场安装和 具有多种气体检测能力。

有利地，滤波器组和红外镜头是可拆除的并可由具有不同特征的 滤波器组和镜头替换，从而拓宽了装置的使用领域并使装置能够适合 于非常特殊的任务。

根据本发明的其它特征：

-所述检测盒包括动力驱动装置，所述动力驱动装置用于通过包 括黑色体的遮盖片覆盖和封闭所述红外镜头以在运输和储存过程中保 护所述镜头、以及用于所述检测器提供的红外线影像的定期再均匀化 以补偿热漂移和适应观测场景的温度变化；

-所述检测盒例如还例如包括CCD或CMOS型矩阵摄像机用于 以可见光观测目标区域；

-所述检测盒还包括用于连接至屏幕-键盘式人机界面的装置以 及用于连接至网络的连接装置，所述网络包括连接至同类型的其它盒 以及连接至中央信息处理系统的装置；

-在所述检测盒中，红外检测器连接至动力驱动的可移动支承件， 所述动力驱动的可移动支承件使得调节光学焦点能够进行；

-所述检测器包括非冷却微测辐射热计矩阵；

-所述检测盒还包括例如为三轴罗盘的装置，用于确定所述瞄准 轴关于仰角、相对方位角和方位角的方位；

-所述检测盒至少在顶面和侧面为双层壁，且所述检测盒包括用 于所述红外镜头的保护性前侧遮光罩；

-所述检测盒安装在手动定向平台或动力驱动转台上。

通过阅读以下参照附图出于说明性目的所给出的描述，本发明将 得到更好的理解，并且本发明的其它特征、细节和优点将更清楚，在 附图中：

图1示意地示出已知的远程光学气体检测装置；

图2是图示通过该装置检测气体的原理的曲线图；