[发明专利]基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置与方法

权利要求书

1.基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，包括设置在真空管道(1)内壁上的多个探测单元(6)，所述的探测单元(6)包括相对应设置的激光器(3)和声波探测器(4)；

所述的每一个声波探测器(4)均设置有与其在真空管道(1)内位置所对应的唯一的编码标签；

所述的激光器(3)包括激光发射器(32)和光学斩波器(31)；

所述的激光器(3)和声波探测器(4)通过沿真空管道(1)内壁设置的信号线路与控制中心(9)连接，所述的控制中心(9)设置有漏气报警器；

所述的探测单元(6)对相应区域的真空管道(1)内部气体(7)浓度变化进行探测：所述的激光发射器(32)发射激光光路(5)，光学斩波器(31)对激光光路(5)的光束进行强度调制，产生同样频率的声波能量，所述的声波探测器(4)收取声波能量并将声波信号转变为电流信号；

电流信号通过信号线路传输到控制中心(9)，漏气报警器报警，根据声波能量大小推算出气体(7)的浓度信息变化，判断真空管道(1)内异常气体积累或者管道泄漏，再根据所在探测单元(6)声波探测器(4)编码标签判断真空管道(1)的泄露位置。

2.如权利要求1所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，所述的声波探测器(4)和控制中心(9)之间设置有放大电流信号的锁相放大器(83)；

所述的光学斩波器(31)和控制中心(9)之间并联设置有扫描光学斩波器(31)的波长与频率的函数发生器一(81)和调谐光学斩波器(31)的波长与频率的函数发生器二(82)。

3.如权利要求1所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，所述的一个探测单元(6)由一个激光器(3)和多个分布式布置的声波探测器(4)组成；

所述的探测单元(6)沿真空管道(1)内壁连续布置。

4.如权利要求3所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，所述的激光器(3)与声波探测器(4)集成一体式结构。

5.如权利要求3所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，所述的激光器(3)采用双方向发射激光器。

6.如权利要求3所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，所述的激光器(3)设置在真空管道(1)内侧壁，激光光路(5)跟真空管道(1)平行；声波探测器(4)分布设置在激光光路(5)对应的真空管道(1)内侧壁。

7.如权利要求3所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置，其特征在于，所述的激光器(3)采用智能旋转激光器，激光发射器(32)可多角度旋转；

激光器(3)设置在真空管道(1)内顶部、侧部或底部，激光光路(5)不平行于真空管道(1)；声波探测器(4)设置在真空管道(1)内顶部、侧部或底部。

8.如权利要求1至7任一项所述的基于光声光谱的激光痕量真空管道气体检测装置的检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：对管道抽真空，达到车辆(2)运行所要求的额定真空度；同步调谐激光器(3)，使其输出具有一定波长范围且包含泄漏气体特征谱线或波长的激光，完成激光光谱或波长标定；在抽真空过程中，根据气体浓度的变化曲线，对声波探测器(4)进行标定；

步骤二：真空管道(1)内车辆(2)正常运行后，在车辆(2)按规定速度通过时，对全真空管道(1)线路内部所有探测单元(6)的光声光谱进行标定；

步骤三：保持所有探测单元(6)处于开机工作状态，当管道发生泄漏，漏气报警器报警，控制中心(9)指示管道泄漏位置；

步骤四：全真空管道(1)线路停止运行，关闭泄漏管段前后两边相邻的两个气闸门；

步骤五：检漏人员到达泄漏管段处，用精确检漏方法寻找、确定漏孔或漏缝。