自适应调节监测频率的激光探测系统技术方案

本发明专利技术提供一种自适应调节监测频率的激光探测系统，包括分布设置在地下管廊内的若干个激光探测装置、设置在监控中心内的BIM运维服务器；处理单元计算当前时刻所属管廊区域内危险源气体的总危险指数；响应于计算得出的总危险指数属于比当前监测等级高的监测等级，切换至与该总危险指数对应的监测等级；响应于连续计算得出的总危险指数属于比当前监测等级低的监测等级的次数达到当前监测等级对应的稳定系数，切换至比当前监测等级低一级的监测等级。本发明专利技术采用激光探测方法以监测地下管廊内的多种危险源气体的实际浓度，按照一预设的计算规则以获得当前时刻地下管廊内的总危险指数，根据总危险指数的数值范围以自适应地调节监测频率。

Laser Detection System with Adaptive Frequency Regulation

【技术实现步骤摘要】
自适应调节监测频率的激光探测系统
本专利技术涉及激光器领域，属于一种自适应调节监测频率的激光探测系统。
技术介绍
智慧管廊是在城市低下建造一个隧道空间，将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，统一规划、统一设计、同意建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。然而，现有管网安全在全国各省市缺乏有效的管理，地下管网内环境潮湿、相对封闭，废水、排污分解大量的易燃易爆、有毒有害气体，集聚在密闭的管网空间内，如不能及时抽排处置，一旦浓度超标，就有可能造成爆炸或人员中毒事故。同时，因为地下管廊内环境潮湿、恶劣，常规的气体探测装置很难长时间保持正常工作状态。另外，现有的监测装置通常以一设定的监测频率工作，而并非是针对不同的危险等级，设置不同的监测频率，以满足实际监测安全需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自适应调节监测频率的激光探测系统，采用激光探测方法以监测地下管廊内的多种危险源气体的实际浓度，按照一预设的计算规则以获得当前时刻地下管廊内的总危险指数，根据总危险指数的数值范围以自适应地调节监测频率。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自适应调节监测频率的激光探测系统，适于对地下管廊内的多种危险源气体进行实时监测，并且将监测结果反馈至一监控中心内，为每种危险源气体定义一编号i，其中，i＝{1,2…,n}，所述激光探测系统包括分布设置在地下管廊内的若干个激光探测装置、设置在监控中心内的BIM运维服务器；每个所述激光探测装置与一管廊区域对应，用以探测所属管廊区域内的各种危险源气体的实际浓度；所述激光探测装置包括n个激光发射单元、n个激光接收单元、处理单元、通讯单元；所述激光发射单元与激光接收单元一一对应设置，激光发射单元位于所属管廊区域的一端，激光接收单元位于所属管廊区域的另一端，每组激光发射单元和激光接收单元用以探测所属管廊区域内的其中一种危险源气体的浓度bi，其中：所述激光发射单元与处理单元电连接，根据处理单元的控制指令，以一设定的监测频率发送一束具有设定功率、设定波长范围的激光束至与其对应的激光接收单元；所述激光接收单元与处理单元电连接，其包括一光电传感器，激光接收单元接收激光发射单元发送的激光束，将之转换成一电信号发送至处理单元；所述处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算所属管廊区域内的危险源气体i的实际浓度bi；所述处理单元与通讯单元电连接，通过通讯单元与BIM运维服务器建立数据通讯链路；所述处理单元结合所属管廊区域内的所有危险源气体的实际浓度，根据公式以计算当前时刻所属管廊区域内危险源气体的总危险指数S，并且将计算结果发送至BIM运维服务器，其中，ki为危险源气体i的危险系数；所述处理单元具有一设定部，用以一一对应地设置L个监测等级，每个监测等级对应一个总危险指数的数值范围，每个监测等级的数值范围连续无交叉；所述处理单元根据一预设的控制策略以调整当前的监测等级，并且采用与监测等级对应的监测频率以监测所属管廊区域的危险源气体的浓度；所述L、n均为大于等于零的正整数。进一步的实施例中，所述处理单元根据监测等级所对应的总危险指数的数值范围由小到大的顺序，将N个监测等级由低到高依次排序，并且为每个监测等级对应地设置监测频率和一稳定系数M；所述处理单元被设置成：1)响应于计算得出的总危险指数S属于比当前监测等级高的监测等级，切换至与该总危险指数S对应的监测等级，采用新的监测频率以监测所属管廊区域的危险源气体的浓度；2)响应于连续计算得出的总危险指数S属于比当前监测等级低的监测等级的次数达到当前监测等级对应的稳定系数，切换至比当前监测等级低一级的监测等级，采用新的监测频率以监测所属管廊区域的危险源气体的浓度；所述M、N均为大于等于零的正整数。进一步的实施例中，，所述处理单元根据监测等级所对应的总危险指数的数值范围由小到大的顺序，将N个监测等级由低到高依次排序，并且为每个监测等级对应地设置监测频率；所述处理单元被设置成响应于计算得出的总危险指数S不属于当前监测等级，切换至与该总危险指数S对应的监测等级，采用新的监测频率以监测所属管廊区域的危险源气体的浓度。进一步的实施例中，低等级监测等级所对应的监测频率小于高等级监测等级所对应的监测频率。进一步的实施例中，最低监测等级所对应的监测频率为6次/小时。进一步的实施例中，所述处理单元响应于当前监测等级高于一设定监测等级，生成一报警信号，发送至监控中心。进一步的实施例中，所述激光探测系统具有一警报单元，警报单元安装在监控中心内，被设置成响应于报警信号，发出警报。进一步的实施例中，所述激光发射单元采用可调谐激光器。进一步的实施例中，所述危险源气体至少包括甲烷、硫化氢。进一步的实施例中，所述管廊区域为相邻两个窨井之间的区域。本专利技术的有益效果在于：采用激光探测方法以监测地下管廊内的多种危险源气体的实际浓度，按照一预设的计算规则以获得当前时刻地下管廊内的总危险指数，根据总危险指数的数值范围以自适应地调节监测频率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术的自适应调节监测频率的激光探测系统的结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。结合图1，本专利技术提及一种自适应调节监测频率的激光探测系统，适于对地下管廊内的多种危险源气体进行实时监测，并且将监测结果反馈至一监控中心内。地下管廊内的的危险源气体种类很多，例如甲烷、硫化氢等等。每种危险源气体的危害程度不一，有些危险源气体为有毒气体，有些危险源气体为易爆气体，另外，还存在这样一种情形，在布设有煤气管网的地下管廊区域，当煤气管网发生泄漏时，空气中的甲烷含量将会明显增加等等。在实际应用中，通常会根据不同的监测需求，以选择不同的危险源气体监测种类。在本专利技术中，我们为每种需要监测的危险源气体定义一编号i，其中，i＝{1,2…,n}，所述n为大于等于零的正整数。所述激光探测系统包括分布设置在地下管廊内的若干个激光探测装置、设置在监控中心内的BIM运维服务器。每个所述激光探测装置与一管廊区域对应，用以探测所属管廊区域内的各种危险源气体的浓度。优选的，所述管廊区域为相邻两个窨井之间的区域，更加优选的，为每一个激光探测装置设置一独立编号，该独立编号与窨井段的编号对应。这样的设计可以让监控中心内的工作人员快速掌握到每个窨井段的危险源气体的总危险指数，根据不同的总危险指数以作出不同的处理措施。所述激光探测装置包括n个激光发射单元、n个激光接收单元、处理单元、通讯单元。所述激光发射单元与激光接收单元一一对应设置，激光发射单元位于所属管廊区域的一端，激光接收单元位于所属管廊区域的另一端。如前所述，如果一个管廊区域为相邻两个窨井之间的区域，那么，我们可以将激光发射单元布设在其中一个窨井内，激光接收单元布设在另一个窨井中，这种结构设计也有助于工作人员对激光探测装置进行日常维护和检修。每组激光发射单元和激光接收单元用以探测所属管廊区域内的其中一种危险源气体的浓度bi，具体的探测原理如下：所述激光发射单元与处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应调节监测频率的激光探测系统，适于对地下管廊内的多种危险源气体进行实时监测，并且将监测结果反馈至一监控中心内，为每种危险源气体定义一编号i，其中，i＝{1,2…,n}，其特征在于，所述激光探测系统包括分布设置在地下管廊内的若干个激光探测装置、设置在监控中心内的BIM运维服务器；每个所述激光探测装置与一管廊区域对应，用以探测所属管廊区域内的各种危险源气体的实际浓度；所述激光探测装置包括n个激光发射单元、n个激光接收单元、处理单元、通讯单元；所述激光发射单元与激光接收单元一一对应设置，激光发射单元位于所属管廊区域的一端，激光接收单元位于所属管廊区域的另一端，每组激光发射单元和激光接收单元用以探测所属管廊区域内的其中一种危险源气体的浓度bi，其中：所述激光发射单元与处理单元电连接，根据处理单元的控制指令，以一设定的监测频率发送一束具有设定功率、设定波长范围的激光束至与其对应的激光接收单元；所述激光接收单元与处理单元电连接，其包括一光电传感器，激光接收单元接收激光发射单元发送的激光束，将之转换成一电信号发送至处理单元；所述处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算所属管廊区域内的危险源气体i的实际浓度bi；所述处理单元与通讯单元电连接，通过通讯单元与BIM运维服务器建立数据通讯链路；所述处理单元结合所属管廊区域内的所有危险源气体的实际浓度，根据公式...

【技术特征摘要】
1.一种自适应调节监测频率的激光探测系统，适于对地下管廊内的多种危险源气体进行实时监测，并且将监测结果反馈至一监控中心内，为每种危险源气体定义一编号i，其中，i＝{1,2…,n}，其特征在于，所述激光探测系统包括分布设置在地下管廊内的若干个激光探测装置、设置在监控中心内的BIM运维服务器；每个所述激光探测装置与一管廊区域对应，用以探测所属管廊区域内的各种危险源气体的实际浓度；所述激光探测装置包括n个激光发射单元、n个激光接收单元、处理单元、通讯单元；所述激光发射单元与激光接收单元一一对应设置，激光发射单元位于所属管廊区域的一端，激光接收单元位于所属管廊区域的另一端，每组激光发射单元和激光接收单元用以探测所属管廊区域内的其中一种危险源气体的浓度bi，其中：所述激光发射单元与处理单元电连接，根据处理单元的控制指令，以一设定的监测频率发送一束具有设定功率、设定波长范围的激光束至与其对应的激光接收单元；所述激光接收单元与处理单元电连接，其包括一光电传感器，激光接收单元接收激光发射单元发送的激光束，将之转换成一电信号发送至处理单元；所述处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算所属管廊区域内的危险源气体i的实际浓度bi；所述处理单元与通讯单元电连接，通过通讯单元与BIM运维服务器建立数据通讯链路；所述处理单元结合所属管廊区域内的所有危险源气体的实际浓度，根据公式以计算当前时刻所属管廊区域内危险源气体的总危险指数S，并且将计算结果发送至BIM运维服务器，其中，ki为危险源气体i的危险系数；所述处理单元具有一设定部，用以一一对应地设置L个监测等级，每个监测等级对应一个总危险指数的数值范围，每个监测等级的数值范围连续无交叉；所述处理单元根据一预设的控制策略以调整当前的监测等级，并且采用与监测等级对应的监测频率以监测所属管廊区域的危险源气体的浓度；所述L、n均为大于等于零的正整数。2.根据权利要求1所述的自适应调节监测频率的激光探测系统，其特征在于，所述处理单元根据监测等级所对应的总危险指数的数值范围由小到大的顺序，将N个监测等级由低到高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆知纬，
申请(专利权)人：无锡佶达德光电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32