[发明专利]易燃易爆等气体危险场景机动搭载检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体参数测量设备，具体地，涉及易燃易爆等气体危险场景机载检测装置。

背景技术

从检测原理分，气体浓度、种类的检测方法主要包括电阻式气敏元件测量法、超声技术测量法、气象色谱测量法、载体催化燃烧法、示踪气体浓度衰减法、光干涉测量法、光谱吸收气体测量法。

1)电阻式气敏元件测量法：利用电阻式气敏元件的阻值与周围气体浓度有确定性关系的特点，通过测量气敏元件的电阻值即可获得待测气体的浓度；

2)超声技术测量法：超声波在某种气体中的传播速度与当前气体温度和气体性质有一定的关系，通过测量其传输速度和气体温度就可以推算出气体浓度；

3)气象色谱测量法：不同气体在通过色谱柱时期速度不同，不同浓度气体的色谱存在明显差异，利用该特点可以获得气体浓度；

4)载体催化燃烧法：以催化载体型气敏元件作为浓度的传感器，当可燃气体在元件表面催化燃烧后，电阻增加，其增量与可燃气体的浓度成正比，通过测量其电阻增量即可获取可燃气体浓度；

5)示踪气体浓度衰减法：向被测空间注入一定量的示踪气体，在通风后使示踪气体的浓度得到稀释，通过测量示踪气体浓度的变化，间接求出通风量；

6)光干涉测量法：同一光源发出的光被分为两路光，经不同传输路径后汇集到一起，通过光干涉现象体现其光程差，由于光程差与路径上的气体成分、浓度、折射率关联，可获取气体浓度；

7)光谱吸收气体测量法：光在气体中传播时，特定气体分子将对特定波长光进行吸收，通过测量激光通过气体传输后的吸收谱特性和光强，可以获取气体分子的浓度和种类。

现有技术存在的弱点主要存在于：

-在自由空间状态下，对难以接近区域的气体参数进行有效测量：1)、3)、4)三种方法需要将检测元件放置于气体内，对于难以接近的区域是很难实现的；2)、3)、5)、6)、7)则均需要构建发射装置、接收装置和样品空间，其样品空间通常需要对现场气体进行抽样，对于难以接近的区域实际上是难以实现的。

-现有测量方法需要获取较准确的气压、温度等环境参数，但在很多情况下这些环境参数难以有效获取，导致测量误差较大；

-除7)以外，其他测量方法均难以通过测量结果直接判断气体类型。

此外，现有技术中的测量设备还存在如下不足之处：

1)现有测量设备需要对待测气体，难以对无法接近区域的气体参数进行有效测量；

2)现有测量设备无法描绘出自由空域范围内气体浓度、成分和分布区域；

3)现有测量设备需要获取较准确的气压、温度等环境参数，但无法接近的区域，这些环境参数难以有获取，导致测量误差较大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种易燃易爆等气体危险场景机载检测装置。

根据本发明提供的一种易燃易爆等气体危险场景机动搭载检测装置，包括如下模块：

机动搭载平台：用于搭载脉冲激光模块、回光探测模块；

脉冲激光模块：用于向被测量气体所在的被测量空间区域发射脉冲激光；

回光探测模块：用于持续测量得到所述脉冲激光的后向散射回光数据，其中，所述后向散射回光数据包括：用于非吸收特征谱线回光强度、吸收特征谱线回光强度；

大气基本参数获取模块：用于根据非吸收特征谱线中某一谱线的回光强度，获取大气环境散射回光特性的基本参数，作为吸收特征谱线回光强度由于大气散射导致的强度衰减因子的补偿参数；

补偿模块：用于利用所述补偿参数对吸收特征谱线回光强度进行补偿；

数据处理模块：用于根据非吸收特征谱线回光强度以及补偿后的吸收特征谱线回光强度，获得被测量气体的如下任一种或任多种数据：

-种类；

-浓度；

-空域扩散分布特性；

-传输路径空间分布特性。

优选地，脉冲激光为采用数十mJ、脉冲宽度不超过100ns、谱宽大于1μm以上的宽光谱脉冲激光。

优选地，所述数据处理模块，包括如下模块：

第一计算模块，用于根据如下公式计算得到被测量气体的散射强度系数α、被测量气体的吸收强度系数γ(λ)：

I₁＝I₀{exp(-αL)-exp[-α(L+Δ)]}exp(-αL)式1)