在露天构造中经由激光吸收光谱来同时高灵敏度测量甲烷和乙烷的系统和方法技术方案

一种在露天构造中经由激光吸收光谱测量目标气体的系统，其包括：中红外分布反馈带间级联激光器(中红外DFB‑ICL)，其波长选择为与目标气体的光谱吸收线相对应；以及第一电子电路，其用于控制激光器温度、电流和调制频率。中红外DFB‑ICL安装至散热器。系统包括：光学部件，其将中红外DFB‑ICL的光束投射至远端反向散射定向反射目标；以及光接收器组件，其接收从定向反射目标反向散射的激光的一部分并将收集的光聚焦至非制冷光电检测器，非制冷光电检测器的光谱带宽和光学构造选择为优化接收到的激光的信噪比响应。光接收器组件包括主反射镜，以用于接收从定向反射目标反向散射的激光并且将收集的光聚焦至非制冷光电检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术总体涉及天然气排放检测，并且具体涉及甲烷和乙烷气体的检测。

技术介绍

1、目前存在部署具有较好成本效益的设备来在移动勘测期间检测由管道和相关气体收集、传输和分配基础设施产生的天然气泄漏的问题。这些设备即使在泄漏源可能与移动勘测车辆路线存在一段距离(此处通过风向车辆路径输送的泄漏气体浓度非常小)时也需要具有高检测概率和较少的错误检测。由于天然气主要包含甲烷气体，所以检测甲烷浓度是否高于正常环境水平(约为百万分之二)可以用作检测天然气的指标。然而，甲烷可能来源于天然气以外的其它来源(例如，沼泽、下水道、垃圾填埋场等排放的沼气)。因此，期望移动勘测可以具有区分天然气与其它甲烷源的技术，特别期望针对气体泄漏的错误检测的识别。同时测量甲烷和乙烷提供了此种区分效果，乙烷是天然气的成分，而不是沼气的成分，并且通常不以显著浓度存在于环境空气中。

2、通过测量单元抽取环境气体(即，空气)的天然气测量技术是目前泄漏测量车辆通常部署的商业产品。一些技术利用与测量单元结合的高灵敏度激光基传感器。这些车载提取分析仪的刷新时间通常为约1秒，该刷新时间由流速、单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在露天构造中经由激光吸收光谱来测量目标气体的系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述非制冷光电检测器(128)是光伏光学浸没式设备。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述非制冷光电检测器(128)是碲镉汞光电检测器。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光电检测器(128)具有的光谱带宽和光学构造选择为优化接收到的激光的信噪比响应。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光接收器组件(60)包括主反射镜(112)，所述主反射镜(112)用于接收从所述定向反射目标(182)反向散射的激光并且将收集的光聚焦至所述...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种在露天构造中经由激光吸收光谱来测量目标气体的系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述非制冷光电检测器(128)是光伏光学浸没式设备。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述非制冷光电检测器(128)是碲镉汞光电检测器。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光电检测器(128)具有的光谱带宽和光学构造选择为优化接收到的激光的信噪比响应。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光接收器组件(60)包括主反射镜(112)，所述主反射镜(112)用于接收从所述定向反射目标(182)反向散射的激光并且将收集的光聚焦至所述非制冷光电检测器(128)上。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定向反射目标(182)包括在所述激光波长下提供足以在所述光电检测器(128)处实现期望激光功率的反射率的材料。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述目标材料为safe reflections公司的产品rc-301112-0000-np。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括：

9.根据权利要求1所述的系统，其中，激光束的露天路径长度为约一米。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述激光波长选择为对所述目标气体提供期望灵敏度，并且基本不对非目标气体产生交叉灵敏度。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述目标气体是甲烷，且所述激光波长是32...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·B·弗里希，S·陈，尼古拉斯·F·奥伯特，理查德·T·韦纳，
申请(专利权)人：希思咨询公司，
类型：发明
国别省市：