1、便攜式天然氣泄漏遙感探測(cè)的研究便攜式天然氣泄漏遙感探測(cè)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(hào):10075461(2006)04—0537—05便攜式天然氣泄漏遙感探測(cè)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(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所環(huán)境光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)室安徽合肥230031)摘要:傳統(tǒng)的天然氣管道泄漏檢測(cè)技術(shù)效率低速

2、度慢難以滿足實(shí)際應(yīng)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(xué)傳感器由于具有靈敏度高體積小重量輕和無需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)以可調(diào)諧二極管激光吸收光譜和諧波探測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)開展便攜式天然氣管道泄漏遙感探測(cè)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(chǎng)背景進(jìn)行氣體泄漏的探測(cè)并獲得較好的探測(cè)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(cè)儀波長(zhǎng)調(diào)制天然氣可調(diào)諧二極管激光中圖分類號(hào):TN253文

3、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1引言隨著天然氣工業(yè)的發(fā)展管道輸送在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位越來越重要特別是長(zhǎng)距離輸送管道的優(yōu)勢(shì)更是明顯.但是由于管內(nèi)氣體的不斷沖刷溫度壓力振動(dòng)季節(jié)變化地質(zhì)變化等導(dǎo)致信噪比基金項(xiàng)目:安徽省自然科學(xué)基金(03045301)和國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃激光技術(shù)領(lǐng)域基金(2004AA825100)資助項(xiàng)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(dāng)激光在中心頻率處以頻率調(diào)

4、制時(shí)其瞬時(shí)頻率是=VoCOSwmt其中是調(diào)制振幅(典型具有吸收線寬量級(jí))它的選擇主要確定正弦調(diào)制信號(hào)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(qiáng)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(qiáng)和透射光強(qiáng)為氣體樣品的吸收截面為吸收樣品的光學(xué)長(zhǎng)度P為樣品的密度.用余弦Fouri