第30卷，第8期 2010年8月
光讲学与光讲分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
车载天然气管道泄漏遥感探测技术的研究
注磊，谈
图，曹振松，王贵师，张为俊，高晓明·
中国科学院安徽光学精密机械研究所，环境光谱学实验室，安微合肥230031
Vol.30.No.8,pp2192-2195
August，2010
摘要我国天然气工业已经进人了迅速增长阶段，其作为一种沾净、高效的能源在经济发展以及人们的日常生活中扮演着越米越承要的角色。大然气在生产、加工、运输和储存等过程中泄漏是难以避免的，这不仪会造成浪费，甚至还会造成重大灾难事故，这就使得对大然气管道泄漏进行探测显得尤为重要。文章围绕若车载式天然气管道滑漏遥感探测展开研究，设计并建立了一套车载式天然气管道滑漏通感保测系统及模拟车载运动条件的实验平台，提出了一种简易可行的积分浓度标定方法。同时基于此实验平台和新的标定方法对不同反射距离，不间反射体，不同反射角度以及不同运动打描速度进行了测量对比，用以模拟真实外场环境。实验结果和理论分析具有很好的一致性，该系统可实现探测距离为70m，时速为53.3km·h-1下，对较低浓度标准气体进行遥感探测，最小探测极限为28.9ppm·m。实验结果能够满足实际探测需要。
天然气；遥感探测；谐波探测；积分浓度
关键词
中图分类号：0433.1
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2010)08-2192-04
·h-时速下对大然气管道泄漏的检测，最大探测距离约50 m3，本文是在已经研制的便携式大然气管道泄漏激光遥感探测仪的基础之上，开展了车载大然气管道泄漏激光遥感
我国天然气工业已经进人了迅速增长阶段，形成了西气东输管线、陕京一线、陕京二线、忠武线等运输大动脉，自前西气东输二线和陕京三线都已经开工，这些长输管线与其终端用户的城市管网的运行和维护是我国能源安全的重要组成部分，高性能的天然气管道泄漏检测技术对确保管道运行安全具有十分重要的应用价值。目前大然气管道滑漏的检测方法有很多种，火焰电离探测、声测试、电化学传感、红外辐射吸收等方法是H前应用较多的儿种方法，但都很难做到快速准确确定泄漏源的位置。天然气在生产、加工、运输和储存等过程中泄漏是难以避免的，数万公里长的管线上有成千上万个泄漏源，管线维护是一项苦的过程，近年来因城市管网泄漏造成的事故时有发生，现有探测技术难以满足日益增长的天然气工业发展的需求，车载式天然气管道泄漏探测技术对提商管道泄检测效率、减少事故发生具有大的社会意义。
近年来基于近红外可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的气体光学传感器具有高分辨率、高灵敏度和快速喇应等优点，在西方发达国家已经被广泛应用于工业生产中，其中国外PSI公司研制的检测仪可实现在10～20km
收稿日期：2009-11-18，修订日期：2010-02-22
基金项目：国家资源环境技术领域项月（2006AA06Z237)资助
探测仪的研究，设计并建立了一套车载式大然气管道泄漏遥感探测系统及模拟车载运动条件的实验平台，提出了一种简易可行的车载遥感探测浓度定标方法。实验结果表明，车载天然气管道量漏激光通感探测系统能够在探测距离为70m，时速为53.3km·h-1下，对浓度为0.3%的气袋进行通感探测。
实验原理
当激光通过吸收气体时，其光强变化可以用Lambert Beer定律描述4)
P =ASexp[-D(v)
(1)
其中P是激光透射功率，A是光收集效率（在没有吸收气体的情况下接收到光功率和发出的光功率的比值)，S为激光人射功率，而D(v)是激光频率为>时的光学深度。
二极管激光器的调制频率中心调谱通过谱线吸收中心，激光频率表示为
(t)=+wcos(2xft)
是吸收中心频率，%是调制频率振幅，了是调制频率。
作者简介：汪磊，1981年生，中国科学院安徽光学精密机械研究所博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail;xmgao@aiofm.ac.cn
e-mail; oasiswanglei@yahoo, com, cn
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