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激光遥测仪实操说明

激光遥测仪实操说明

1.1 功能描述

激光甲烷遥测仪是一种用于远程测量甲烷气体的气体检测设备。设备发出两条激光束,一条可见的指示激光指向检测区域(红色或绿色),一条不可见的红外激光用于测量远距离上存在的甲烷气体,并以单位浓度(ppm.m)表示。

1.2 测量原理

“甲烷分子会吸收特定波长的光”

“透明介质(甲烷气团)对光的吸收量,与气团的厚度和气团的浓度成比例”

根据上面的物理原理,可以使用一束特定波长的光束去穿透泄漏的甲烷气团,根据光束变弱的程度,就可以测量被穿过气团中甲烷的浓度,而且只对甲烷有响应(唯一选择性)。

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1.3 单位浓度(ppm.m)

“ 100 ppm.m 的意义是:在1米厚度的气团上均匀分布100ppm的甲烷气体 ”

可以近似的认为,单位浓度就是将遥测仪与反射目标之间的直线(激光检测线)上的甲烷分子均匀的“压缩”或“扩展”到一个1米厚度的区域中后的浓度。

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仪器对于检测线上一个厚度5米,浓度为20ppm的甲烷气团的测量值为100 ppm.m,相当于气团被“压缩”到厚度1米,浓度为100ppm。

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仪器对于检测线上一个厚度0.5米,浓度200ppm的气团,测量值也为100 ppm.m,相当于气团被“扩展”到厚度1米,浓度为100ppm。

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1.4 选择合适的反射面

目标对激光的反射能力会直接影响测量的距离和效果。目标如果为暗色、大角度倾斜、多孔、镜面或强反光表面时,请调整角度和位置,以达到最佳检测效果。

举例来说,黑色泡沫、正对的玻璃、大角度照射地面、不锈钢金属格栅等是不良的反射目标,石膏墙面,水泥平面、连续的树叶植被、土地或沙地是优秀的反射背景。

1.5 高反表面

设备正对高反射率的表面(玻璃,光滑瓷砖、水面、光滑的不锈钢栏杆),由于镜面反射光直接反射进入检测器会使检测器瞬间过载,从而发生误报。另外,高反射表面还可能导致检测光束定向反射,没有返回光线,出现光强过弱错误。

1.6 穿透透明物体的情况

激光可以透过透明物体来检测甲烷,但是在穿透过程中,会因为透明物体的反射大致测量值偏低,穿透的透明物体越多,损失越大。

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当仪器对准一个放置在良好反光面前透明容器,测量数值会比容器内的实际单位浓度低,原因是激光会在容器壁(第1界面)上首先反射,但是这束反射光是没有通过气体的,且容器壁反光能力越强,测量值和实际值偏差越大。

1.7 远距离检测的情况

激光准直发射的光束,并不是一条严格的直线,而会随着距离增加而不断发散、变弱;形成一条圆锥形的发散光束。检测光束在100米外的光斑大小约为一个直径1米的圆,所以当距离增加,检测气体的面积太小,可能会导致一部分激光没有透过气体反射回仪器,带来测量值比实际值偏小甚至无法有效检出的问题。

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当检测高层住宅的时候,当测量仰角过大,会出现椭圆光斑覆盖多层的情况,检测目标不能充满光斑,导致检测值偏小。

在远距离检测的情况下,激光本身会发生散射,在风沙雨雾天气这种情况会更加恶劣,导致反射回设备的光强过小,导致检测值偏小或光强过弱错误。