[0001] 本发明涉及燃气巡检技术领域，尤其是涉及一种燃气激光传感器及基于其的燃气泄露巡检车。

[0002] 燃气管网遍布全城，无法做到全面巡检。现有巡检方式需要单点长时检测，并且采用人携带设备步行方式巡检，人工单次巡检里程有限，由于是逐点检测，盲区很大，采集的数据相对独立，无法形成有效的管控。

[0003] 另外还有所选的燃气泄露巡检设备核心多为半导体式、电化学式传感器。这些传感器响应时间慢、容易中毒并且需要定期频繁校准，用起来比较繁琐，维护成本较高。

[0024] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0026] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0027] 实施例1

[0028] 如图2‑图4所示，本发明提供一种激光燃气传感器1，包括壳体101、激光器、光电探测器103和处理模块104；壳体101内设有气体容纳腔105，气体容纳腔105的两端分别设有阵列反射镜106；激光器向气体容纳腔105内发射激光，激光在气体容纳腔105内经过阵列反射镜106多次反射后，光电探测器103接收气体容纳腔105的反射激光；激光器和光电探测器103均与处理模块104连接，处理模块104处理光电探测器103的电信号并得到燃气浓度值。

[0029] 具体的，激光气体检测技术，是利用透明介质(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来实现的，激光109穿过被测气体110的光强衰减基于朗伯‑比尔(Lambert‑Beer)定律，即被测组分对特定波长的光具有吸收，且吸收强度与组分浓度成正比，通过测量气体对激光的衰减来测量气体浓度。该过程是纯物理性的气体检测原理，所以不存在传感器中毒情况。

[0030] 在本发明中，气体容纳腔105形成容纳气体的检测池，通过气体容纳腔105两端的纳米级阵列反射镜106，所以由激光器发出的调制激光109会在两个纳米级阵列反射镜106之间多次反射，让激光反复通过被测气体110，从而可以成倍提高检测灵敏度。

[0031] 激光器和光电探测器103分别设置在壳体101内，连接在气体容纳腔105的前端不同位置；处理模块104同样设置在壳体101内，且与激光器和光电探测器103电连接，用于计算处理光电探测器103的电信号并得到燃气的浓度值；且处理模块104上还连接一根信号线111，信号线111伸出壳体101，用于与控制设备5或智能终端连接传输信号数据。

[0032] 实施例2

[0033] 如图2‑图4所示，阵列反射镜106为纳米级阵列反射镜106。两个阵列反射镜106为相对设置的凹曲面结构。

[0034] 具体的，纳米级阵列反射镜106呈现凹曲面结构，当两个纳米级阵列反射镜106相对设置时，入射的调制激光109会在两个纳米级阵列反射镜106之间多次反射，在调制激光反复穿过被测气体110的过程中，物理性质改变(主要是激光被气体选择性吸收)，从而在光电探测器103接收到反射激光时，产生相应的电信号变化。

[0035] 在其中一端的纳米级阵列反射镜106上，可以开设用于激光器的调制激光入射，以及调制激光射入光电探测器103的孔或窗口。

[0036] 实施例4

[0037] 如图2‑图3所示，气体容纳腔105上还设有进气结构107和出气结构108，且进气结构107和出气结构108连通至壳体101外。

[0038] 具体的，进气结构107为进气孔，用于燃气进入气体容纳腔105；出气结构108为出气孔，用于燃气流入气体容纳腔105。

[0039] 实施例5

[0040] 如图2‑图3所示，处理模块104为电路板。

[0041] 具体的，高速光电探测器103将与腔内燃气发生物理作用的调制激光信号转换成调制电信号，并传递给高速电路板，由高速电路板计算处理后得到燃气的浓度值，浓度值经过信号线111传递给智能终端。

[0042] 实施例6

[0043] 如图1所示，一种基于激光燃气传感器1的燃气泄露巡检车2，包括巡检车2，巡检车2的底部设有吸气设备3，巡检车2上设有激光燃气传感器1，吸气设备3与激光燃气检测设备连通。巡检车2上还设有拍摄设备4。巡检车2上还设有控制设备5，控制设备5与拍摄设备4和激光燃气传感器1连接，当激光燃气传感器1检测到燃气浓度超阈值时，控制设备5控制拍摄设备4拍照。

[0044] 具体的，巡检车2可以是两轮电动车，在行驶过程中不会产生尾气，所以不会影响吸气设备3对周围环境进行吸气。且两轮电动车行驶方便，在狭街窄巷中也能行走，方便巡检人员进行城区全方面的巡检工作。且电动车的电池还可以对吸气设备3、控制设备5、拍摄设备4和激光燃气传感器1供电。

[0045] 吸气设备3设置在巡检车2的车底，可以包括气泵，由电动车的电池供电，与激光燃气传感器1的进气孔连接，将外界空气吸入气体容纳腔105内，检测完成后由出气孔排出。吸气设备3也可以由控制设备5控制启停、流量大小等。

[0046] 燃气激光传感器设置在巡检车2内，在采用两轮电动车时设置在脚踏板位置，与吸气设备3连接。

[0047] 拍摄设备4设置在巡检车2尾部一侧，包括广角摄像头，当控制设备5启动拍摄设备4拍照或拍视频时，拍摄设备4可以拍到道路两侧的门店、广告牌等，从而借助这些地理信息确定燃气泄露的区域。

[0048] 控制设备5可以是PLC，平板电脑等，设置在两轮电动车的前部，使巡检人员可以方便的操作控制设备5。

[0049] 实施例7

[0050] 巡检车2为可骑行的电动车。控制设备5包括智能终端，智能终端设置在巡检车2的车头处，拍摄设备4设置在巡检车2的一侧；智能终端将拍摄设备4所拍摄的照片或视频上传到云平台。

[0051] 具体的，本发明中，还包括一个云平台监控系统，巡检车2的智能终端与该云平台监控系统无线连接，当巡检车2行驶到某地区检测到燃气浓度超标时，智能终端向云平台发送信号并将拍摄设备4的照片或视频上传到该云平台上，从而检修人员可以根据云平台的记录信息，前往目标地点进行燃气维护检修工作。

[0052] 本发明的工作方式及原理：

[0053] 巡检车2(两轮电动车)行驶在巡检路线上，当巡检车2经过燃气泄露点时，吸气设备3吸入泄露的燃气，燃气通过导气管到达进气孔，进而进入壳体101和气体容纳腔105，然后经过出气孔排到空间中。

[0054] 高速电路板调制高速激光器发出调制激光，射入由两面纳米级阵列反射镜106和壳体101形成的气体容纳腔105；调制激光经纳米级阵列反射镜106多次反射，与腔内燃气发生物理作用后汇集到高速光电探测器103；高速光电探测器103将与腔内燃气发生物理作用的调制激光信号转换成调制电信号，并传递给高速电路板，由高速电路板计算处理后得到燃气的浓度值；浓度值经过信号线111传递给智能终端，智能终端判断浓度值是否过阈值。

[0055] 如果过阈值智能终端会发出声光报警并记录报警信息，同时控制拍摄设备4(广角摄像机)拍摄燃气泄漏点处的照片，智能终端将报警信息和燃气泄漏点处的照片上传到云平台。

[0056] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。