便攜式天然氣泄漏遙感探測的研究

1、便攜式天然氣泄漏遙感探測的研究便攜式天然氣泄漏遙感探測的研究第23卷第4期2006年7月量子電子CHINESEJOURNALOFQUANTUMELECTRONICS01.23NO.4Ju1.2006文章編號:10075461(2006)04—0537—05便攜式天然氣泄漏遙感探測的研究樊宏高曉明王霞黃騰黃偉李曉蕓曹振松張為俊(中國科學院安徽光學精密機械研究所環(huán)境光譜學實驗室安徽合肥230031)摘要:傳統(tǒng)的天然氣管道泄漏檢測技術(shù)效率低速

2、度慢難以滿足實際應用的需要.近年來以近紅外二極管激光吸收光譜為基礎(chǔ)的光學傳感器由于具有靈敏度高體積小重量輕和無需維護等優(yōu)點而得到了廣泛的應用.實驗以可調(diào)諧二極管激光吸收光譜和諧波探測技術(shù)為基礎(chǔ)開展便攜式天然氣管道泄漏遙感探測技術(shù)的研究.其中使用多種常見物質(zhì)作散射體模擬野外現(xiàn)場背景進行氣體泄漏的探測并獲得較好的探測極限.整套系統(tǒng)僅重5kg具有良好的便攜性.一關(guān)鍵詞:激光技術(shù)便攜式探測儀波長調(diào)制天然氣可調(diào)諧二極管激光中圖分類號:TN253文

3、獻標識碼:A1引言隨著天然氣工業(yè)的發(fā)展管道輸送在國民經(jīng)濟中的地位越來越重要特別是長距離輸送管道的優(yōu)勢更是明顯.但是由于管內(nèi)氣體的不斷沖刷溫度壓力振動季節(jié)變化地質(zhì)變化等導致信噪比基金項目:安徽省自然科學基金(03045301)和國家高科技發(fā)展計劃激光技術(shù)領(lǐng)域基金(2004AA825100)資助項目收稿日期:2005—04—14修改日期:2005—04—26E—mail:fh1168@126cn538量子電子23卷當激光在中心頻率處以頻率調(diào)

4、制時其瞬時頻率是=VoCOSwmt其中是調(diào)制振幅(典型具有吸收線寬量級)它的選擇主要確定正弦調(diào)制信號的幅度繼而決定激光頻率的掃描范圍.通過氣體樣品后的光強度的變化符合Beer—Lambert定律】Fig.1Sketchofmeasurementprinciplefremotesenseofgas—leak()=()e一(2)其中()和()分別是激光輸入光強和透射光強為氣體樣品的吸收截面為吸收樣品的光學長度P為樣品的密度.用余弦Fouri