实用化机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达

针对日益严重的天然气管道泄漏问题,研制了一台基于吸收光谱技术的实用化机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达.介绍了该仪器的工作原理,论述了该仪器的系统构成、设计方法,探讨了高精度激光稳频,实时定标系统等关键技术.地面试验和机载试验数据的分析结果证明了该仪器的工程实用性.     

机载红外天然气管道泄漏监测技术研究

进入21世纪后,我国的天然气消耗量飞速上升,目前国内输气管道总长度已经达到2.4万公里,预计2010年底将达到3.6万公里.如此绵长的输气管道,随着管道设施的老化、地质结构的变化、地质灾害的发生,天然气的泄漏在所难免.通常天然气管道的泄漏量一般大约要占输气总量的10%.天然气管道泄漏对经济发展、大气环境和社会安全带来了负面影响,因此必须积极开展各种天然气管道泄漏监测技术的研究.本文首先介绍了国内外基于机载平台的天然气管道泄漏监测技术的研究现状,然后阐述了两种主要机载天然气监测技术的工作原理,在分析比较两种技术优缺点的基础上,提出了适合我国国情的机载天然气管道泄漏监测的技术方案,并报道了与此方案相关的基础性研究内容.     

便携式天然气泄漏遥感探测的研究

传统的天然气管道泄漏检测技术效率低、速度慢,难以满足实际应用的需要.近年来以近红外二极管激光吸收光谱为基础的光学传感器由于具有灵敏度高、体积小、重量轻和无需维护等优点而得到了广泛的应用.实验以可调谐二极管激光吸收光谱和谐波探测技术为基础,开展便携式天然气管道泄漏遥感探测技术的研究.其中使用多种常见物质作散射体,模拟野外现场背景,进行气体泄漏的探测,并获得较好的探测极限.整套系统仅重5 kg,具有良好的便携性.     

基于声波技术的管道泄漏检测与定位系统的研究

天然气管道漏点在线实时泄漏监测与定位系统的研究与应用,使得泄漏能够被及时发现并确定泄漏点的位置,从而降低因天然气泄漏造成的经济损失,同时对提高天然气输送管线的自动化管理水平有着深远的意义。通过对国内外各种管道泄漏检测技术的研究和分析比较,采用声波检测方法应用于输气管道的泄漏检测策略,在信号处理方面采用虚拟仪器软件设计了天然气管线声波泄漏实时监测定位系统,对泄漏声波信号进行波形实时显示、数字滤波、相关运算以及泄漏点定位等操作,实现了管线泄漏检测的自动化。     

天然气管道泄漏激光遥感探测系统的研制及标定方法

基于地形后向散射和谐波探测原理,设计并建立了一套天然气管道泄漏激光遥感探测系统,并基于此平台实现了探测距离在120 m,对体积分数为0.308%的模拟天然气泄漏源进行远距离遥感探测,并对空气中痕量甲烷气体进行了测量,系统的最小探测灵敏度约为3×10-5m;同时研究了不同散射体的反射效率tρot对实验的影响,提出并实验验证了新的积分浓度标定方法的可行性,其实验结果能够满足实际探测需要。     

Raman光纤放大器在远距离遥感探测中的应用

首次将Raman光纤放大技术与波长调制技术相结合,使用Raman放大器将近红外激光进行了功率放大,并将放大后的激光应用于远距离天然气管道泄漏遥测中。通过测试Raman光纤放大器在1650nm波段的性能,发现Raman光纤放大器输出功率为Pout时为保证输出信号不发生形变所需的种子光源调制频率f大于0.158×Pout-0.8值,并以此为基础实现了500m远距离的激光遥感探测,为下一步在机载平台上开展天然气泄漏激光遥测技术研究提供了实验基础。     

管道泄漏监测系统的研究和实现

管道泄漏监测研究具有重要的意义和应用价值。文章提出了基于负压波检测的管道泄漏监测系统,主要包括泄露定位,泄漏报警,数据管理和数据通信等四个功能模块。系统首先采用NI数据采集卡采集声压波数据,然后利用变分模式分解算法进行信号噪声去除,接着信号互相关算法计算时间差,最后利用声压波检测公式计算泄露源的位置。实验结果表明,系统可以自适应去除信号噪声,具有定位准确,应用性强的优点。     

光电子技术 激光器

0625904基于光纤激光器的微振动信号保真拾取干涉仪〔刊,中〕/俞本立//量子电子学报.—2006,23(4).—551-554(L)0625905便携式天然气泄漏遥感探测的研究〔刊,中〕/樊宏//量子电子学报.—2006,23(4).—537-541(L)传统的天然气管道泄漏检测技术效率低、速度慢、难以满足实际应用的需要。近年来以近红外二极管激光吸收光谱为基础的光学传感器由于具有灵敏度高、体积小、重量轻和无需维护等优点而得到了广泛的应用。实验以可调谐二极管激光吸收光谱和谐波探测技术为基础,开展便携式天然气管道泄漏遥感探测技术的研究。其中使用多种常见物质作散…     

管道泄漏检测分布式光纤传感技术研究

提出了一种基于Mach—Zehnder光纤干涉仪原理的管道泄漏检测分布式光纤传感技术,该技术可以实时检测管道线发生的泄漏。分析了该技术的工作原理,讨论了在泄漏噪声作用下光纤中传播的光波相位变化关系。理论分析和测试结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏的测试灵敏度。在气体管道压力小于0．2MPa的条件下,可以检测到0．4m^3／min的气体管道泄漏,测试距离可达到50km。     

基于偏置电压自适应调整的红外图像增强技术

根据国内常见的微测辐射热计器件结构原理及读出电路,研究了偏置电压与噪声等效温差的关系,推导了偏置电压与探测器输出电压的线性方程.提出了基于直方图统计的偏置电压调整模型,降低探测器的噪声等效温差,增强图像对比度,使此种类型的红外探测器能够用于各种目标场景的探测.实验证明,偏置电压自适应调整技术应用于红外图像实时处理系统中...