摘要：针对目前用于天然气突发泄漏的三维扫描激光气体遥测系统遥测距离短、探测精度低、系统软件功能简单、集成度低、通用性差等问题,设计了一种基于LabVIEW的三维扫描激光气体遥测监测系统。该系统由三维扫描激光气体遥测仪和监测系统软件组成,监测系统软件采用LabVIEW平台进行搭建,应用并行编程技术,构建了视频、云台控制和激光气体遥测等模块,实现了对三维扫描激光气体遥测仪的远程控制和视频、气体浓度等数据的实时采集、显示、分析、存储和历史数据查询。通过实际环境模拟甲烷泄漏气团测试,结果表明系统测量相对误差在±5%范围之内,具有误差允许范围内的一致性,完全可应用于实际燃气管道和燃气场站等场所天然气突发泄漏的实时在线、非接触、远距离和高精度三维扫描遥测。

摘要：针对甲烷气体泄漏高精度、非接触和远距离探测的需求,提出一种基于TDLAS-WMS的甲烷泄漏遥测系统.该系统采用高级精简指令集机器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)双核架构,FPGA实现数字锁相解调提取一次谐波(1f)和二次谐波(2f)信号,ARM通过串行外设接口(SPI)实时接收FPGA解调的1f、2f信号并传送至Labview进行谐波信号分析和甲烷浓度在线解调.通过2f/1f信号处理技术消除光强与靶标反射系数的变化对系统测量结果的影响.研究同等实验条件下0~90m范围内谐波信号与探测距离的关系,结果表明,2f/1f信号处理技术对噪声抑制效果显著.测量不同积分浓度的谐波信号,采用最小二乘法对2f/1f和气体积分浓度数据进行线性拟合,获得系统标定线性度,为0.9966.对系统误差进行实验测量和分析,在0~2000×10-6 m范围内,系统测量最大相对误差为-3.66%,最小为-0.23%.利用1500×10-6 m甲烷浓度的二次谐波信号评估系统的检测下限为70.5×10-6 m.结果表明,设计和研制的甲烷泄漏遥测系统可广泛应用于城市燃气场站和天然气管网等场合的燃气突发泄漏监测预警.