【CN210221803U】一种激光甲烷遥测系统的云台式结构【专利】
科技成果——激光甲烷检测报警仪、激光甲烷传感器
科技成果——激光甲烷检测报警仪、激光甲烷传感器
技术开发单位
煤炭科学技术研究院有限公司装备分院
适用范围
该产品适用于检测煤矿井下甲烷浓度。
成果简介
1、首次在检测仪内嵌入无线模块，实现检测仪数据的无线上传，可与安全监控系统中的无线网关配套使用，上传数据至地面上位机；
2、通过选择低功耗芯片及研究低功耗算法的研究，降低整机功率，从而延长整机工作时间。
关键技术
1、采用激光敏感元件，不受外界温湿度和粉尘影响，检测准确，响应时间快，可靠性高；
2、抗干扰性强，免标校；
3、具有无线传输功能，检测数据可上传至地面上位机；
4、具有电池电量显示、欠压报警、欠压保护等功能；
5、具有故障自检功能，便于使用与维护；
6、具有历史数据查询功能；
7、显示方式采用OLED液晶显示，屏幕显示清晰，抗震性能好；
8、采用大容量电池及低功耗设计，连续工作时间长达24h；
9、壳体采用一体化注塑方式成型，抗摔打，耐摩擦，防护等级可达IP65。
应用情况
目前无线激光甲烷检测报警仪已经在神华、阳煤等多家矿业集团成功应用，反响良好。
根据煤安监2016年12月31日印发的《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》中“推广使用激光、红外等低功耗传感器”及“建议采用无线传感器”的相关规定，我国煤矿监测急需先进的便携式甲烷检测报警仪的技术和设备，无线激光甲烷检测仪满足我煤矿技术和装备的发展需求，未来应用市场广阔。
激光甲烷遥测装置的光学系统结构[发明专利]
![激光甲烷遥测装置的光学系统结构[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2ddebb28a1c7aa00b42acb8c.png)
专利名称：激光甲烷遥测装置的光学系统结构专利类型：发明专利
发明人：袁宏永,张飞,方芳,李云飞,栾林,李开远申请号：CN201910846350.2
申请日：20190906
公开号：CN110554001A
公开日：
20191210
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种激光甲烷遥测装置的光学系统结构，涉及激光甲烷遥测技术领域，包括镜筒、聚焦透镜、光电探测器；镜筒包括筒体、准直透镜、螺旋测微器、激光器；筒体的一端开设有安装空腔；准直透镜安装在安装空腔的前段；螺旋测微器安装在筒体的另一端；激光器设在安装空腔的后段并与准直透镜同轴设置，激光器的输出端朝向准直透镜并位于准直透镜的焦点上，激光器的另一端与螺旋测微器固定连接；聚焦透镜的中心设有镜筒安装孔，镜筒安装在镜筒安装孔中；光电探测器设在聚焦透镜的焦点上。
本发明的优点在于：整个光学系统的结构更加紧凑，便于携带和操作。
申请人：清华大学合肥公共安全研究院,安徽泽众安全科技有限公司,合肥泽众城市智能科技有限公司
地址：230000 安徽省合肥市经开区习友路5999号
国籍：CN
代理机构：合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)
代理人：丁瑞瑞
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分布式多点激光甲烷检测系统研究
分布式多点激光甲烷检测系统研究谭凯;郭清华;张远征;苟怡【摘要】针对传统甲烷检测系统存在的易受环境影响、检测精度低、稳定性差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和空分复用技术,设计了一种分布式多点激光甲烷检测系统.该系统采用波长1 653.7 nm的分布式反馈半导体激光器作为光源;利用谐波检测法得到二次谐波和一次谐波信号幅值比来反演甲烷浓度;采用1分8光分束器,并结合参考气室实现多个测点甲烷浓度的实时检测.在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明该系统测量准确性高、稳定性好,可实现10 km范围内测点的有效覆盖,在2.00％～85.0％甲烷浓度范围内,系统测量误差小于2％.%For problems of being easily affected by environment,low detection decision and poor stability in traditional methane detection system,a distributed multi-point laser methane detection system was designed based on tunable diode laser absorption spectroscopy technology and space division multiplexing technology.The system adopts distributed feedback semiconductor laser with wavelength of 1 653.7 nm as light source,uses ratio of the second harmonic and the first harmonic gotten by harmonic detection to invert methane concentration,and employs 1/8 beam splitter and reference air chamber to realize real-time multi-point methane concentration detection.The system has been tested in laboratory.The test results show that the system has high accuracy and good stability,can realize monitoring points within 10 km effectively covered,and measurement error is less than 2％ when methane concentration is 2.00％-85.0％.【期刊名称】《工矿自动化》【年(卷),期】2017(043)010【总页数】5页(P65-69)【关键词】激光甲烷检测;分布式多点激光检测;甲烷检测;可调谐半导体激光吸收光谱【作者】谭凯;郭清华;张远征;苟怡【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TD712Abstract：For problems of being easily affected by environment, low detection decision and poor stability in traditional methane detection system, a distributed multi-point laser methane detection system was designed based on tunable diode laser absorption spectroscopy technology and space division multiplexing technology. The system adopts distributed feedback semiconductor laser with wavelength of 1 653.7 nm as light source, uses ratio of the second harmonic and the first harmonic gotten by harmonic detection to invert methane concentration, andemploys 1/8 beam splitter and reference air chamber to realize real-time multi-point methane concentration detection. The system has been tested in laboratory. The test results show that the system has high accuracy and good stability, can realize monitoring points within 10 km effectively covered, and measurement error is less than 2% when methane concentration is 2.00%-85.0%.Key words:laser methane detection; distributed multi-point laser detection; methane detection; tunable diode laser absorption spectroscopy在中国煤矿安全事故中，瓦斯爆炸伤亡人数占所有事故的50%以上。
激光甲烷遥距检测仪在燃气泄漏检测中的应用
激光甲烷遥距检测仪在燃气泄漏检测中的应用作者：苗辉来源：《建筑建材装饰》2014年第12期摘要：随着天然气使用的快速发展，作为燃气输配的主要方式，燃气管线在城市中各个角落不断延伸。
管道天然气在给城市发展带来巨大便利的同时，天然气管线不可避免的老化、腐蚀及人为破坏等原因，可能会产生天然气管线泄漏，如果对其处置不当，极易发生严重的后果。
无论哪种原因，都可以通过对地下管道的巡查、检测，对管道进行及时有效的评估，对于存在的隐患及时治理，保证人民生命财产和城市公共设施的安全。
因此，在实际的工作过程中，选择切实有效的燃气泄漏检测装置，是保证燃气管网安全运行的重要前提。
现场实际应用效果表明，激光甲烷遥距检测仪检测准确率较高，误报率低，响应速度快，符合现代城市燃气泄漏检测的需要。
关键词：城市燃气；激光甲烷遥距检测仪；泄漏；检测范围；响应速度；泄漏抢修引言随着政府，企业及社会对燃气管道安全及环保的日益重视，燃气管道的安全巡检，尤其是泄漏检测越来越显得重要。
现有的便携式检漏仪都要求探头置于有燃气的环境中，与燃气直接接触。
实际现场中，常遇到管道或设施难以到达，甚至不能到达（例如围墙内，花圃中，河流上方，高楼外立管，房间里面等等）的情况。
这就使得管网泄漏巡检效率不高或对某些管段放弃巡检，给燃气管道安全带来隐患。
激光甲烷遥距检测仪能检测出从远距离泄漏出的甲烷，它大大地提高了步行巡检的效率和安全性，使用激光甲烷遥距检测仪可以使得原来不能到达或不易到达的地方的巡检变为可能。
通过和交通工具及其他检测仪器的配合使用，可以大大提高燃气泄漏检测的效率、准确性及管网覆盖率。
城市燃气泄漏可能导致局部燃气管道停输，不仅给居民生活带来不便，如果采取措施不及时，甚至还会造成重大事故和经济损失。
目前国内对燃气泄漏检测普遍采用便携式、袖珍式和固定式3类甲烷浓度检测仪，在检测过程中很容易受到C0、C02和H2O等其他气体和现场实际条件（如潮湿度、覆盖物和风向等）的干扰影响，导致误检和判断失效。
一种云台甲烷遥测装置[实用新型专利]
![一种云台甲烷遥测装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ebb90e3f3186bceb18e8bb63.png)
专利名称：一种云台甲烷遥测装置
专利类型：实用新型专利
发明人：王士兴,徐义,张春平,杜云龙,周鸿咏申请号：CN201921065102.6
申请日：20190709
公开号：CN210376114U
公开日：
20200421
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种云台甲烷遥测装置，包括云台本体、红外热成像系统、可见光摄像系统、辅助照明系统、激光甲烷遥测系统、360度旋转的水平旋转系统以及180度旋转的俯仰旋转系统；本实用新型通过工控机电脑精确控制云台本体实现0‑360度旋转，俯仰0‑180度任意一个角度的精准坐标控制，实现空间多点，全方位可燃气体检测，以云台本体为中心水平旋转360°可判定该云台半径50米范围内是否存在甲烷气体并上报系统，而俯仰角度可按照客户实际情况设定任意坐标位置检测。
申请人：西安安森智能仪器股份有限公司
地址：710018 陕西省西安市西安经济技术开发区草滩十路1155号智巢产业园2号楼
国籍：CN
代理机构：西安新动力知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：安文龙
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激光甲烷遥测仪--张欢
LROD01-30 激光甲烷遥测仪使用
使用安全提示
国际电工委员会（IEC）激光的安全等级 Class I：低输出激光（功率小于0.4mW），不论何种条件 下对眼睛和皮肤都不会有损伤。
Class II：低输出的可视激光（功率0.4mW-1mW），人闭 合眼睛的反应时间为0.25秒，用这段时间算出的曝光量不
激光甲烷遥测仪简介
张欢 2019年5月
LROD01-30 激光甲烷遥测仪简介
LROD01-30 遥测仪 • 安全等级：本安型防爆设计（Ex ib IIA T4 Gb）； • 探测距离：满足30米距离的甲烷及含甲烷气体泄漏探
测 • 快速探测：检测时间仅0.1秒； • 高准确性：特定激光检测，仅对甲烷气体反应，不受
眼
害； Class III 细分为IIIＡ和IIIＢ级。 IIIＡ级为可见光的连续激光，输出为1-5ｍＷ的激光束；
睛
III B级为5-500mＷ的连续激光，直接在光束内观察有危险
皮
； ClassIV：高输出连续激光（大于500mW），高过第三级，
肤
有火灾的危险，扩散反射也有危险。典型应用如外科手术
！
，研究，切割，焊接和显微机械加工等。
谢谢大家！
严
可以超过ＭＰＥ（最大允许辐射量）值。通常1ｍＷ以下的
禁
激光，会导致晕眩无法思考，用闭合眼睛来保护，不能说 完全安全，不要直接在光束内观察，也不要用Class II激光
照
直接照射别人的眼睛，避免用远望设备观察Class II激光。
射
典型应用如课堂演示，激光教鞭，瞄准设备和测距仪等。
人
Class III ：中输出激光，光束若直接射入眼睛，会产生伤
环境条件影响; • 使用简单：开机自动检测，无需周期性校调，使用基
一种云台式激光甲烷探测器
专利名称：一种云台式激光甲烷探测器专利类型：实用新型专利
发明人：李雷
申请号：CN202120735479.9
申请日：20210412
公开号：CN215727688U
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种云台式激光甲烷探测器，包括基座，所述基座顶端的中部开设有空腔，所述空腔底部内壁的中部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的顶端固定有活动板，所述活动板顶端的中部活动连接有固定座，所述固定座顶端中部的两侧均固定连接有固定板，其中一个所述固定板的中部活动连接有第二转轴，所述第二转轴的中部固定有活动杆，所述活动杆位于两个固定板之间，所述活动杆的顶端固定有甲烷探测器，利用电动伸缩杆可以使甲烷探测器自由的出入空腔，使得携带时可以将甲烷探测器放入空腔中，使得云台式甲烷探测器体积减小，方便随身携带，且放入空腔中，甲烷探测器就不容易因外界的碰撞而损坏，对甲烷探测器起保护作用。
申请人：大连易卓激光科技有限公司
地址：116000 辽宁省大连市保税区罗湖路9号
国籍：CN
代理机构：北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)
代理人：秦佩
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一种天然气泄漏检测用激光甲烷遥测仪的制作方法
一种天然气泄漏检测用激光甲烷遥测仪的制作方法摘要本文介绍了一种利用激光甲烷遥测技术制作的天然气泄漏检测仪。
该仪器基于激光多普勒气体检测技术原理，通过对激光在空气中传播过程中与甲烷分子发生的多普勒散射信号的检测和分析，实现对空气中甲烷浓度的快速、准确监测。
本文详细阐述了该仪器的制作流程和关键技术细节，为该领域的相关研究提供参考。
简介天然气是一种广泛应用于很多领域的能源，具有清洁、高效、安全等特点。
然而，由于天然气泄漏可能会导致爆炸、火灾等危险事故，对其泄漏情况的准确监测一直是该领域的重要研究方向。
传统的天然气泄漏检测方法主要依赖于人工巡检、气体探测器等手段，存在着人力成本高、检测精度和覆盖范围有限等局限性。
近年来，应用激光遥测技术来实现对天然气泄漏的监测逐渐成为了该领域的研究热点。
原理和实现本文介绍的天然气泄漏检测用激光甲烷遥测仪基于激光多普勒气体检测技术。
该技术是指将高功率的激光束射入待检测气体中，通过对激光与气体分子的相互作用（如散射、吸收、发射等）进行测量，实现对物质浓度分布的监测。
在该技术的应用中，通常采用激光雷达（LIDAR）来实现激光束发射、接收和信号处理等任务。
关于激光雷达的基本原理在此不再赘述。
本文重点介绍通过利用激光甲烷遥测技术实现天然气泄漏监测的方法。
激光甲烷遥测技术是通过对激光在空气中传播过程中与甲烷分子发生的多普勒散射信号的检测和分析，实现对空气中甲烷浓度的快速、准确监测的技术。
研究表明，甲烷在1.6微米处的吸收率极高，可以利用甲烷共振激光雷达技术来实现对甲烷的高精度检测。
该技术的优点在于，不仅可以在远程遥测时对甲烷进行监测，还可以对周围环境中的其他气体进行监测，获得有价值的环境信息。
在具体实现上，激光甲烷遥测仪主要包括激光发射器、机械光学部件、光学探测器和信号处理器等几个主要部分。
激光发射器一般采用飞秒或纳秒级别的高功率激光器。
机械光学部件主要包括激光束扩束和对准装置，用于实现激光束的发射和对准。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920636757.8
(22)申请日 2019.05.06
(73)专利权人 武汉阿卡瑞思光电自控有限公司
地址 430000 湖北省武汉市洪山区书城路
26号A栋401-405室（文秀街口）
(72)发明人 黄碧海 钱进 吴振宇 胡荣凯
邓滇 高鹏
(74)专利代理机构 武汉蓝宝石专利代理事务所
(特殊普通合伙) 42242
代理人 王振宇
(51)Int.Cl.
G01N 21/27(2006.01)
G01N 21/01(2006.01)
(54)实用新型名称
一种激光甲烷遥测系统的云台式结构
(57)摘要
本实用新型提供一种激光甲烷遥测系统的
云台式结构包括激光甲烷检测仪和图像采集装
置，还包括旋转云台以及设置在所述旋转云台底
部的支撑底座，所述旋转云台包括第一立柱，所
述第一立柱的底部设有第一旋转件，且所述第一
旋转件的一端与所述第一立柱转动连接，另一端
与所述支撑底座连接，所述支撑底座内安装有驱
动所述第一旋转件转动的第一驱动电机，本实用
新型采用上述结构中设有的第一驱动电机通过
驱动第一旋转件沿水平面上转动，从而带动旋转
台在水平面上开始转动，进而增大旋转台上设置
的激光甲烷遥测仪的检测范围，以便更能全面的
检测待测区域内是否存在待测气体甲烷的泄漏，
从而提高检测的精准性。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 210221803 U 2020.03.31
C N 210221803
U
权 利 要 求 书1/1页CN 210221803 U
1.一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，包括激光甲烷检测仪(5)和图像采集装置(6)，其特征在于，还包括旋转云台(1)以及设置在所述旋转云台(1)底部的支撑底座(2)，所述旋转云台(1)包括第一立柱(10)，所述第一立柱(10)的底部设有第一旋转件(3)，且所述第一旋转件(3)的一端与所述第一立柱(10)转动连接，另一端与所述支撑底座(2)连接，所述支撑底座(2)内安装有驱动所述第一旋转件(3)转动的第一驱动电机。
2.根据权利要求1所述的一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，其特征在于，所述旋转云台(1)还包括穿设在所述第一立柱(10)上的第二横柱(11)，且所述第一立柱(10)与第二横柱(11)相互垂直设置，所述第二横柱(11)一端设有第二旋转件(4)，所述第二旋转件(4)的一端与所述第二横柱(11)转动连接，所述第二旋转件(4)的另一端与所述激光甲烷检测仪(5)连接，所述第二横柱(11)的另一端设有第三旋转件(7)，所述第三旋转件(7)的一端与所述第二横柱(11)转动连接，另一端则所述图像采集装置(6)连接，所述第二横柱(11)内还安装有用于驱动所述第二旋转件(4)、第三旋转件(7)转动的第二驱动电机。
3.根据权利要求2所述的一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，其特征在于，所述第二旋转件(4)上可拆卸连接有第二法兰件，所述第二旋转件(4)通过所述第二法兰件与所述激光甲烷检测仪(5)活动连接。
4.根据权利要求2所述的一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，其特征在于，所述第三旋转件(7)上可拆卸连接有第三法兰件且第三旋转件(7)通过所述第三法兰件与所述图像采集装置(6)活动连接。
5.根据权利要求4所述的一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，其特征在于，所述图像采集装置(6)的下表面固定安装有用于提供照明的补光灯(8)。
6.根据权利要求2所述的一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，其特征在于，所述第二旋转件(4)沿竖直面的旋转角度在0～180度。
7.根据权利要求1所述的一种激光甲烷遥测系统的云台式结构，其特征在于，所述第一旋转件(3)上还固定连接有第一法兰件，所述第一旋转件(3)通过第一法兰件与所述支撑底座(2)可拆卸连接。
2。