[发明专利]激光危险气体遥测采集系统和采集方法

说明书

本发明提供了一种激光危险气体遥测采集系统和采集方法，包括激光器、探测器、信号处理单元和激光驱动单元，探测器通过I/V转换单元连接若干级放大滤波单元，若干级放大滤波单元之间依次串接，各个放大滤波单元的输出端分别连接信号采集单元，信号采集单元的输出端连接信号处理单元，I/V转换单元的输出端还连接信号采集单元。信号采集单元负责I/V转换单元、放大滤波单元输出信号的多通道同步采集并发送至信号处理单元，信号处理单元对各级放大滤波信号进行分析，找到符合判定条件的滤波信号，再进行危险气体浓度的计算，获得相对准确的浓度，解决了现有的激光遥测设备无法同时对近距离和远距离进行遥测，需要手动调节的问题。

技术领域

本发明涉及气体泄漏浓度检测技术，具体的说，涉及了一种激光危险气体遥测采集系统和采集方法。

背景技术

气体检测仪是一种气体泄漏浓度检测的设备，常用的气体检测方法有电化学法、催化燃烧法、固体电解质法、红外光谱吸收法等。

其中红外光谱吸收法是利用特定气体分子的特征光谱进行检测，具有分辨率高，对不同气体分子的选择性比较好等特点。考虑到煤矿或天然气管道等场所的危险气体泄漏区域属于危险环境，检测人员不方便近距离直接接触，因此，在红外吸收光谱气体传感技术之上应用激光遥测技术，研制出一种能够适应远近距离检测的激光危险气体检测仪器的意义重大。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够兼备远距离和近距离遥测、信号不易过饱和的激光危险气体遥测采集系统和采集方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种激光危险气体遥测采集系统，包括激光器、探测器、信号处理单元和激光驱动单元，所述探测器通过I/V转换单元连接若干级放大滤波单元，若干级放大滤波单元之间依次串接，各个放大滤波单元的输出端分别连接信号采集单元，所述信号采集单元的输出端连接所述信号处理单元，所述I/V转换单元的输出端还连接所述信号采集单元。

基上所述，所述信号采集单元的输入端设置一数据切换单元，各个放大滤波单元的输出端分别连接所述数据切换单元，所述数据切换单元按照设定的频率与各放大滤波单元依次连通。

基上所述，所述信号处理单元与激光器之间还连接有温控单元。

基上所述，所述信号采集单元连接有用于指示遥测区域的绿光指示单元和用于触发气体浓度超过阈值报警的声光报警单元，所述信号采集单元还连接有用于连接指令输入设备的人机接口单元。

基上所述，所述信号处理单元为DSP、ARM、FPGA中的一种或两种结合。

一种激光危险气体遥测采集方法，激光器向目标区域发射激光，探测器接收光信号并转换为电信号，探测器通过I/V转换单元将电流信号转换为电压信号，I/V转换单元的输出端连接至相互串接的若干级放大滤波单元对信号进行逐级滤波放大，I/V转换单元的输出端以及每个放大滤波单元的输出端均连接信号采集单元，信号采集单元获取初始信号和各级放大滤波信号并发送至信号处理单元，信号处理单元对收到的各个信号进行幅值计算，然后将各幅值数据与信号采集单元的模拟输入范围进行匹配，选取处于设定比例范围内的信号作为最终的信号，然后依据该最终的信号计算出危险气体的浓度，在显示单元上进行显示，若超出阈值，则控制声光报警单元触发报警。

基上所述，信号处理单元对收到的各信号进行幅值计算，找到处于信号采集单元的模拟输入范围的三分之一至三分之二区间内的滤波信号作为最终的信号。

基上所述，所述信号处理单元与激光器之间还连接有温控单元。

基上所述，所述信号采集单元连接有用于指示遥测区域的绿光指示单元和用于触发气体浓度超过阈值报警的声光报警单元，所述信号采集单元还连接有用于连接指令输入设备的人机接口单元。