[发明专利]基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统

权利要求书

1.基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，包括：

作为探测器件的中红外激光雷达，能够360度旋转且俯仰角度能够调节，所述中红外激光雷达包括一中红外激光器；

信号处理及无线发射模块，接受中红外激光雷达探测到的信号，并经过运算处理以判断是否有火灾，采用无线微波传输方式，传输频率选自L波段、S波段或Ku波段；

包括一摄像机的监控系统，接受信号处理及无线发射模块的信息及拍摄指令进行拍摄，并将拍摄数据传送到信号处理及无线发射模块；

监控调度中心，根据信号处理及无线发射模块发回的信号，安排车辆和人员调度。

2.根据权利要求1所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述中红外激光雷达安装于一基站铁塔上，探测范围为以中红外激光雷达所在位置为圆心的半径6km的区域。

3.根据权利要求2所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述基站铁塔的顶部安装一避雷针，接地电阻不大于4欧姆以保护系统内所有设备。

4.根据权利要求1所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，还包括：一通过无线接收信号的中继器，将接收到的信号放大后转发，以保证信号传输质量和传输距离；采用太阳能供电系统进行供电且保证能够给每个监控点的前段所有设备提供至少24小时的电力。

5.根据权利要求1所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述中红外激光器的技术指标如下：平均功率≥3 W@30 kHz；重复频率1 kHz-100 kHz ；脉冲宽度≤20 ns@30 kHz；光束质量M²≤1.5；激光器的功率不稳定度≤3%；连续工作时间≥10小时；累积寿命≥5000小时。

6.根据权利要求1所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述中红外激光器能够发出三个波长的中红外激光，这些波长的中红外激光能够分别被火灾预燃阶段释放出的无机类和有机类分子气体及其他微小颗粒物强烈吸收，以实现对火灾烟雾中多种气体和颗粒进行探测；所述无机类分子气体包括：CO，CO₂，NO_x，HCI，HBv，H₂S，HN₃，HCN，P₂O₅，HF，SO₂，有机类分子气体包括：光气、醛类气体、氰化氢。

7.根据权利要求6所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述三个波长为：3.8μm、3.3μm、3.1μm。

8.根据权利要求6所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述中红外激光器的晶体在轴向的晶体结构通过人工加工后被改变，会产生周期性的变化，从而使基频激光可以转化为不同波长的中红外激光，以实现同时同轴输出多个波长。

9.根据权利要求6所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述中红外激光器内部安装有激光光斑探测器和自控装置，所述激光光斑探测器探测光斑表面形状，并利用自控装置精确调节系统耦合光斑，达到修正热形变的目的。

10.根据权利要求6所述的基于中红外激光器的森林火灾早期预警系统，其特征在于，所述中红外激光器内部采用了强热透镜谐振腔设计技术，将所有包括的光学器件的热透镜效应以及由强光引起的微小形变作为变量引入到系统之中，并在此基础上找出激光器最佳的配置参数；所述中红外激光器内部采用了高功率二极管激光列阵的波长自适应技术，主动探测泵浦光在晶体内部的吸收，从而通过调节激光二极管阵列的工作温度而使整个半导体工作系统工作在最佳状态。