一种共焦激光遥测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种共焦激光遥测装置，包括共焦激光遥测光路单元、激光光源控制单元及信号分析处理单元；共焦激光遥测光路单元包括用于发出检测激光和瞄准激光两路激光的激光光源、合束器、共焦准直器和光电探测组件；所述激光光源控制单元控制连接所述激光光源，所述激光光源出射检测激光和瞄准激光两路光线，经所述合束器合束后，由所述共焦准直器进行共焦准直发射；所述光电探测组件位于所述共焦准直器的出射光线被背景反射物反射的传播路径上，将汇聚的光信号转换为电信号并传递给所述信号分析处理单元；所述信号分析处理单元，对接收到的电信号进行分析、解调和计算，得到泄漏气体的浓度。漏气体的浓度。漏气体的浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种共焦激光遥测装置


[0001]本技术属于激光遥测领域，具体的说，涉及了一种共焦激光遥测装置。

技术介绍

[0002]目前，基于TDLAS技术的激光遥测装置在天然气站和燃气管网等需要检测燃气泄露的地方有着广泛的应用需求。遥测仪的检测激光光源发出激光束照射在测量目标后面的背景反射物上，经反射后，遥测仪接收反射光并汇聚到光电探测器上，对接收的光信号进行分析得到测量目标的气体信息。实际应用中，为保证测量结果的准确性及灵敏度，需要将遥测仪的检测激光准确的穿过泄露气团。由于检测激光为不可见光，遥测仪需要使用可见激光来做瞄准激光，如红光、绿光来指示检测激光的位置，便于检测人员进行操作。而现有遥测仪一般采用检测激光和瞄准激光以一定的距离平行或水平放置，即检测激光和瞄准激光平行指示的方式。由于实际应用时很难达到理想的条件，从而将两者调整绝对平行。如果不平行，会导致两者指示偏差，距离越远，偏差越严重，甚至会干扰检测者检测的位置，或者探测不到气体的情况。
[0003]因此，有必要提供一种共焦激光遥测装置，检测激光和瞄准激光共焦设计，在检测光路上，检测激光和瞄准激光的位置和光斑大小一致，对激光遥测装置使用具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种共焦激光遥测装置。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种共焦激光遥测装置，包括共焦激光遥测光路单元、激光光源控制单元及信号分析处理单元；共焦激光遥测光路单元包括用于发出检测激光和瞄准激光两路激光的激光光源、合束器、共焦准直器和光电探测组件；所述激光光源控制单元控制连接所述激光光源，所述激光光源出射检测激光和瞄准激光两路光线，经所述合束器合束后，由所述共焦准直器进行共焦准直发射；所述光电探测组件位于所述共焦准直器的出射光线被背景反射物反射的传播路径上，汇聚光信号并将光信号转换为电信号后传递给所述信号分析处理单元；所述信号分析处理单元，对接收到的电信号进行分析、解调和计算，得到泄漏气体的浓度。
[0006]基于上述，所述合束器为光纤耦合器，所述共焦准直器为共焦光纤准直器。
[0007]基于上述，所述共焦准直器为自聚焦透镜；所述合束器包括设置在检测激光出射光路上的第一反射镜、设置在瞄准激光出射光路上的半透半反镜和第二反射镜，检测激光和瞄准激光通过第一反射镜和半透半反镜耦合成一束激光，再通过第二反射镜将光路转折后，输入自聚焦透镜。
[0008]基于上述，使用聚光透镜汇聚光线，所述共焦准直器设置为从聚光透镜内部的任意位置出射，或者从聚光透镜的边缘位置出射；所述聚光透镜为平凸透镜、球面镜、非球面透镜或者菲涅尔透镜。
[0009]基于上述，使用聚光透镜汇聚光线，所述聚光透镜的前面设置挡尘板，所述共焦准直器设置为从所述挡尘板的中间、边缘或者任意位置出射；所述聚光透镜为平凹反射镜、平凹非球面反射镜或者平凹抛物面镜。
[0010]基于上述，所述光电探测组件的光电探测器采用InGaAs光电探测器。
[0011]基于上述，还包括数据输出显示单元，用于将气体浓度数据对外输出及本地显示。
[0012]基于上述，所述数据输出显示单元采用有线和无线的输出方式，有线的输出方式包含4
‑
20mA、RS485、消防总线、以太网和光纤；无线的输出方式包含GPRS、蓝牙、Zigbee和WIFI。
[0013]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术通过设置共焦激光遥测光路单元，使激光遥测装置能够准确的探测到气体，避免出现由于瞄准激光和检测激光的指示偏差导致检测者判断错泄漏点位置或者探测不到气体的情况。
附图说明
[0014]图1是本技术的结构框图。
[0015]图2是本技术的光纤耦合器和共焦光纤准直器组成的透射型共焦激光遥测光路图。
[0016]图3是本技术的光纤耦合器和共焦光纤准直器组成的反射型共焦激光遥测光路图。
[0017]图4是本技术的反射镜和透镜组成的透射型共焦激光遥测光路图。
[0018]图5是本技术的反射镜和透镜组成的反射型共焦激光遥测光路图。
[0019]图中：1、合束器；11、第一反射镜；12、半透半反镜；13、第二反射镜；2、共焦准直器；3、光电探测器；4、背景反射物；5、聚光透镜；6、挡尘板。
具体实施方式
[0020]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，一种共焦激光遥测装置，包括共焦激光遥测光路单元、激光光源控制单元及信号分析处理单元；
[0023]共焦激光遥测光路单元包括用于发出检测激光和瞄准激光两路激光的激光光源、合束器1、共焦准直器2和采用InGaAs光电探测器3的光电探测组件；
[0024]所述激光光源控制单元控制连接所述激光光源，所述激光光源出射检测激光和瞄准激光两路光线，经所述合束器1合束后，由所述共焦准直器2进行共焦准直发射；
[0025]所述光电探测组件位于所述共焦准直器2的出射光线被背景反射物4反射的传播路径上，将汇聚的光信号滤光去除杂散光和干扰光后，将有用的光信号转换为电信号并传递给所述信号分析处理单元；
[0026]所述信号分析处理单元，对接收到的电信号进行分析、解调和计算，得到泄漏气体的浓度；需要说明的是，检测待测气体是否发生泄漏所采用的技术包含可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术、非分散红外气体分析（NDIR）技术或者其他相关的技术；
[0027]数据输出显示单元，用于将气体浓度数据对外输出及本地显示；所述数据输出显
示单元采用有线和无线的输出方式，有线的输出方式包含4
‑
20mA、RS485、消防总线、以太网和光纤；无线的输出方式包含GPRS、蓝牙、Zigbee和WIFI。本地浓度显示一般为显示屏或者显示器等。
[0028]本实施例的共焦激光遥测装置中的检测激光和瞄准激光通过合束器1、共焦准直器2组成的光路整形系统共焦发射到空间中，光斑位置和大小一致，照射到背景反射面后，散射光由接收透镜收集，汇聚在InGaAs光电探测器3上，经过信号分析处理，得到是否存在气体泄漏。
[0029]本实施例装置的光路能使检测激光和瞄准激光出射的光斑位置和大小一致，遥测仪测试时瞄准激光的位置即为检测激光的位置，使用方便。
[0030]实施例2
[0031]本实施例与实施例1的区别在于：检测激光和瞄准激光均为光纤出光。
[0032]如图2所示，采用蝶形DFB激光器，所述合束器1为光纤耦合器，所述共焦准直器2为共焦光纤准直器。使用聚光透镜5汇聚光线，所述共焦光纤准直器2设置为从聚光透镜5内部的任意位置出射，或者从聚光透镜5的边缘位置出射；所述聚光透镜5为平凸透镜、球面镜、非球面透镜或者菲涅尔透镜。
[0033]本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共焦激光遥测装置，其特征在于：包括共焦激光遥测光路单元、激光光源控制单元及信号分析处理单元；共焦激光遥测光路单元包括用于发出检测激光和瞄准激光两路激光的激光光源、合束器、共焦准直器和光电探测组件；所述激光光源控制单元控制连接所述激光光源，所述激光光源出射检测激光和瞄准激光两路光线，经所述合束器合束后，由所述共焦准直器进行共焦准直发射；所述光电探测组件位于所述共焦准直器的出射光线被背景反射物反射的传播路径上，汇聚光信号并将光信号转换为电信号后传递给所述信号分析处理单元；所述信号分析处理单元，对接收到的电信号进行分析、解调和计算，得到泄漏气体的浓度。2.根据权利要求1所述的共焦激光遥测装置，其特征在于：所述合束器为光纤耦合器，所述共焦准直器为共焦光纤准直器。3.根据权利要求1所述的共焦激光遥测装置，其特征在于：所述共焦准直器为自聚焦透镜；所述合束器包括设置在检测激光出射光路上的第一反射镜、设置在瞄准激光出射光路上的半透半反镜和第二反射镜，检测激光和瞄准激光通过第一反射镜和半透半反镜耦合成一束激光，再通过第二反射镜将光路转折后，输入自聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海永，郭东歌，郑国锋，武传伟，贾林涛，王海超，冯山虎，
申请(专利权)人：汉威科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：