用于地下管廊的激光探测系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于地下管廊的激光探测系统，包括若干个激光探测装置、管理计算机；每个激光探测装置与一管廊区域对应，包括激光发射单元、N个激光接收单元、处理单元、通讯单元；N个激光接收单元沿地下管廊的延伸方向分布设置在所属的管廊区域内，将所属的管廊区域划分为N个子区域；处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算出每个激光接收单元与激光发射单元之间的危险源气体的平均浓度；管理计算机计算得出每个子区域的危险源气体的平均浓度。本发明专利技术采用激光来探测地下管廊内的气体浓度，一个激光发射装置对应若干个激光接收装置，将探测区域进一步细分为若干个子区域，以便于工作人员精确获知每个子区域的危险源气体的浓度。

Laser Detection System for Underground Pipeline Gallery

【技术实现步骤摘要】
用于地下管廊的激光探测系统
本专利技术涉及地下管廊领域，属于一种用于地下管廊的激光探测系统。
技术介绍
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。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。现有技术中，在某些场合会采用激光来探测特定的气体浓度，通常一个激光发射装置对应一个激光接收装置，通过分析吸收频谱或者激光束的能量衰减来计算目标气体的浓度，前述目标气体是指激光发射装置与激光接收装置之间的目标气体的平均浓度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于地下管廊的激光探测系统，采用激光来探测地下管廊内的气体浓度，一个激光发射装置对应若干个激光接收装置，将探测区域进一步细分为若干个子区域，以便于工作人员精确获知每个子区域的危险源气体的浓度，同时，由于只采用了一个激光发射装置，成本较低。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于地下管廊的激光探测系统，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，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管理计算机；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平均浓度；所述激光探测装置包括一激光发射单元、N个激光接收单元、一处理单元、一通讯单元；所述N个激光接收单元沿地下管廊的延伸方向分布设置在所属的管廊区域内，将所属的管廊区域划分为N个子区域；所述激光接收单元与处理单元电连接，包括一光分路器、一光电传感器，其中：临近激光发射单元的光分路器被定义成第一光分路器，远离激光发射单元的光分路器被定义成第二光分路器，位于第一光分路器和第二光分路器之间的光分路器被定义成中间光分路器；所述第一光分路器具有一输入端，两个输出端，其输入端对准激光发射单元的发射端，以完全接收激光发射单元发射的激光束，其中一个输出端对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端，另一个输出端处电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述中间光分路器具有一输入端，两个输出端，其输入端对准地下管廊延伸方向上的前一个光分路器未连接光电传感器的输出端，其中一个输出端对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端，另一个输出端处电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述第二光分路器具有一输入端、一输出端，其输入端对准地下管廊延伸方向上的前一个光分路器未连接光电传感器的输出端，输出端电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述光电传感器接收每个光分路器分离出的激光束，将之转换成一电信号发送至处理单元；所述处理单元与通讯单元电连接，通过通讯单元与管理计算机建立数据通讯链路；所述处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算出每个激光接收单元与激光发射单元之间的危险源气体的平均浓度，将之发送至管理计算机；所述管理计算机结合该管廊区域内所有处理单元发送的数据，计算得出每个子区域的危险源气体的平均浓度；所述N为大于零的正整数。进一步的实施例中，为每个子区域所对应的光分路器定义一编号i，i＝{1,2,…,N}；所述光分路器的分光比fi遵循下述公式：fi＝1:(N-i)其中，光电传感器所在的输出端为占比小的输出端。进一步的实施例中，所述激光接收单元设置在管廊节点处。进一步的实施例中，所述激光接收单元设置在窨井处。进一步的实施例中，所述激光接收单元安装在一可移动的底座上。进一步的实施例中，所述底座安装在一水平设置的导轨上，底座沿导轨移动；所述底座通过一传动机构与一电机连接，电机与处理单元电连接。进一步的实施例中，所述底座被设置成可旋转。进一步的实施例中，所述地下管廊具有至少两个延伸方向；位于地下管廊分叉处的光分路器具有至少三个输出端，其中一个输出端电连接光电传感器，另外两个输出端分别对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端。进一步的实施例中，所述激光探测装置具有一独立编号，其所属的管廊区域的每个子区域的命名以该独立编号作为前缀。进一步的实施例中，所述管理计算机响应于任意一个子区域的危险源气体的浓度超出设定阈值，将该子区域的命名发送至一指定客户端。本专利技术的有益效果在于：采用激光来探测地下管廊内的气体浓度，一个激光发射装置对应若干个激光接收装置，将探测区域进一步细分为若干个子区域，以便于工作人员精确获知每个子区域的危险源气体的浓度，同时，由于只采用了一个激光发射装置，成本较低。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为本专利技术的用于地下管廊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用于地下管廊的激光探测系统，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。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管理计算机。地下管廊内通道走向错综复杂，管道众多，因此优选的，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平均浓度。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浓度指数，根据不同的浓度指数以作出不同的处理措施，同时也便于对激光探测装置进行日常维护或者检修。所述激光探测装置包括一激光发射单元、N个激光接收单元、一处理单元、一通讯单元。所述N个激光接收单元沿地下管廊的延伸方向分布设置在所属的管廊区域内，将所属的管廊区域划分为N个子区域。所述N为大于零的正整数。所述激光探测装置具有一独立编号，其所属的管廊区域的每个子区域的命名以该独立编号作为前缀。例如，某一管廊区域的编号为001-002，对应的是001号窨井和002号窨井之间的区域，其中，激光发射单元设置在001号窨井内，假设在该管廊区域内，共设置有10个激光接收单元，这10个激光接收单元将该段管廊区域划分成10个子区域，每个子区域可以被命名为001-002-01、001-002-02、…、001-002-10，这样的命名方式可以使监控中心的工作人员将窨井编号、管廊区域编号、子区域编号、激光接收单元编号等快速对应起来。在一些例子中，我们还可以将激光接收单元设置在窨井中，众所周知，激光束的聚光性非常强，其传输距离很远，如果传输条件满足，我们还可以将激光接收单元在设置在窨井中，将相邻窨井之间的区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地下管廊的激光探测系统，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，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管理计算机；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平均浓度；所述激光探测装置包括一激光发射单元、N个激光接收单元、一处理单元、一通讯单元；所述N个激光接收单元沿地下管廊的延伸方向分布设置在所属的管廊区域内，将所属的管廊区域划分为N个子区域；所述激光接收单元与处理单元电连接，包括一光分路器、一光电传感器，其中：临近激光发射单元的光分路器被定义成第一光分路器，远离激光发射单元的光分路器被定义成第二光分路器，位于第一光分路器和第二光分路器之间的光分路器被定义成中间光分路器；所述第一光分路器具有一输入端，两个输出端，其输入端对准激光发射单元的发射端，以完全接收激光发射单元发射的激光束，其中一个输出端对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端，另一个输出端处电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述中间光分路器具有一输入端，两个输出端，其输入端对准地下管廊延伸方向上的前一个光分路器未连接光电传感器的输出端，其中一个输出端对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端，另一个输出端处电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述第二光分路器具有一输入端、一输出端，其输入端对准地下管廊延伸方向上的前一个光分路器未连接光电传感器的输出端，输出端电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述光电传感器接收每个光分路器分离出的激光束，将之转换成一电信号发送至处理单元；所述处理单元与通讯单元电连接，通过通讯单元与管理计算机建立数据通讯链路；所述处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算出每个激光接收单元与激光发射单元之间的危险源气体的平均浓度，将之发送至管理计算机；所述管理计算机结合该管廊区域内所有处理单元发送的数据，计算得出每个子区域的危险源气体的平均浓度；所述N为大于零的正整数。...

【技术特征摘要】
1.一种用于地下管廊的激光探测系统，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，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管理计算机；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平均浓度；所述激光探测装置包括一激光发射单元、N个激光接收单元、一处理单元、一通讯单元；所述N个激光接收单元沿地下管廊的延伸方向分布设置在所属的管廊区域内，将所属的管廊区域划分为N个子区域；所述激光接收单元与处理单元电连接，包括一光分路器、一光电传感器，其中：临近激光发射单元的光分路器被定义成第一光分路器，远离激光发射单元的光分路器被定义成第二光分路器，位于第一光分路器和第二光分路器之间的光分路器被定义成中间光分路器；所述第一光分路器具有一输入端，两个输出端，其输入端对准激光发射单元的发射端，以完全接收激光发射单元发射的激光束，其中一个输出端对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端，另一个输出端处电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述中间光分路器具有一输入端，两个输出端，其输入端对准地下管廊延伸方向上的前一个光分路器未连接光电传感器的输出端，其中一个输出端对准地下管廊延伸方向上的下一个光分路器的输入端，另一个输出端处电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述第二光分路器具有一输入端、一输出端，其输入端对准地下管廊延伸方向上的前一个光分路器未连接光电传感器的输出端，输出端电连接与该光分路器对应的光电传感器；所述光电传感器接收每个光分路器分离出的激光束，将之转换成一电信号发送至处理单元；所述处理单元与通讯单元电连接，通过通讯单元与管理计算机建立数据通讯链路；所述处理单元通过计算前述激光束的衰减量以计算出每个激光接收单元...

【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