[发明专利]机载天然气管道泄漏检测激光雷达的实时浓度标定方法

摘要

本发明公开了一种机载天然气管道泄漏检测激光雷达的实时浓度标定方法，它应用于机载天然气管道泄漏检测激光雷达技术。本发明的实时浓度标定系统包括：接收望远镜，分析通道探测器及前放电路，分析通道锁相放大器，激光控制器，二极管激光器，45°分光镜，参考气体池，参考通道探测器及前放电路，参考通道锁相放大器及数据采集和数据处理单元。本发明的实时浓度标定方法是基于可调谐二极管激光器技术和谐波检测原理，不同于传统的“先标定，再测量”的方法，在每次测量的同时实时的反演出待测气体浓度，优点是作用距离远，探测灵敏度高，气体浓度标定效率高，实时性强，受环境变化影响小。

主权项

一种机载天然气管道泄漏检测激光雷达的实时浓度标定方法，其特征在于：它包括如下步骤：A.基于直升机机载平台，在距地面100-150米高度，利用连续红外激光束对地面天然气管道扫描，接收并分析反射回来的激光信号反演出气体的浓度值；B.实时浓度标定系统包括分析通道和参考通道两个通道，每次测量时这两个通道同时工作，在相同的工作环境下用已知浓度的参考通道气体来标定未知浓度的分析通道气体浓度，激光控制器(4)利用波长调制技术控制二极管激光器(5)产生波长扫描的光分别通过两个通道，分析通道的激光通过泄漏的天然气时被部分吸收，经接收望远镜(1)接收后到达探测器及前放电路(2)，光信号转换为电信号；参考通道的激光则通过浓度已知的参考气体池(7)，直接到达探测器及前放电路(8)转换为电信号；C.两个通道的电信号分别经过锁相放大器(3)和(9)，提取出一次谐波和两次谐波成分，再进入数据采集和数据处理单元(10)，把每个通道的二次谐波信号与一次谐波信号做比，就可以消除初始激光强度，接收效率等因素的影响，得到每个通道气体浓度表达式，再把两个通道气体浓度表达式做比，就可以实时的用已知浓度的参考气体标定泄漏气体的浓度。