阅读说明：本技术 程控升降及水平扫描的***体探测云台装置 (The laser gas of program-controlled lifting and horizontal sweep detects cradle head device ) 是由 张扬 李威威 刘晓飞 刘凯 齐海岳 李秀辉 张博祥 彭丹丹 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：程控升降及水平扫描的激光气体探测云台装置涉及激光气体检测仪器技术领域。本发明由云台,电动液压升降杆,程控系统组成；云台上安装有摄像装置和激光气体探测器,且摄像装置和激光气体探测器的指向一致；程控系统由监测目标定位模块,高度控制模块,云台控制模块,告警模块,图像采集模块组成。实现本发明所用的云台和激光气体探测器比传统方法在监控同样多的阀门时极大缩减了数量节约了成本,同时提高了可燃气泄露的检测精度。(The laser gas detection cradle head device of program-controlled lifting and horizontal sweep is related to laser gas detecting instrument technical field.The present invention is by holder, electro-hydraulic lift bar, stored program controlled composition；Photographic device and laser gas detector are installed, and photographic device is consistent with the direction of laser gas detector on holder；Stored program controlled is by monitoring objective locating module, height control module, cradle head control module, alarm module, image capture module composition.It realizes that holder used in the present invention and laser gas detector dramatically reduce quantity when monitoring valve as much than conventional method and saved cost, while improving the detection accuracy of combustible gas leakage.)

程控升降及水平扫描的***体探测云台装置

技术领域

本专利涉及***体检测仪器技术领域。

背景技术

城市燃气管网运行维护，是保障城市天然气安全应用的重要组成部分，是城市居民安居乐业的基本保障。以天然气门站为例，天然气门站是长输管线终点配气站，也是城市接收站，具有净化、调压、储存功能，天然气门站的正常运行对城市生产安全有重要意义。

在天然气门站等不宜安装点式传感器的露天半露天环境，根据天然气扩散的自然属性，当发生天然气泄漏时，由于泄露气体受环境气流影响较大，泄漏气体扩散快，且天然气门站自身具有仪表多、节点多和管道交错的特点，给准确探测气体的实际泄漏状况带来不便。

在现有技术中，在天然气门站防火防爆等特殊环境条件下，采用先进的半导体激光探测技术，可实现激光束主动遥测巡检方式，检测精度、检测效率较高，巡检人员不用进入检测区域便可完成巡检工作。根据对***体探测云台在实际应用中得出的结论，在检测时***体检测云台的仰俯角度过大时，由于天然气本身比空气轻，天然气门站的特殊环境状况，泄露气体本身易受环境气流影响扩散快，检测到的气体浓度值与实际泄漏浓度值相差较大，不能准确探测泄漏气体浓度值，从而不能把燃气门站阀门泄漏实际状况反馈给天然气门站巡检职能部门；现有技术中***体探测云台装置通常只固定在一个位置上，通过一定的角度对天然气储存和输送的关键阀门进行监控，而实际应用中仰角和俯角的扫描均不符合天然气泄漏的物理特征，不能准确的进行预警，最适合的天然气泄漏检测手段是在重点监测阀门的位置进行水平***体扫描探测。

全部使用水平***体扫描探测的情况下，不对现有技术进行改进，将导致安装的云台和***体探测装置的数量增加，鉴于现有技术的不足，本发明的程控升降及水平扫描的***体探测云台装置，可以通过程序控制液压升降杆，在液压升降杆收缩极限距离地面50厘米处安装水平扫描的云台，在云台自带的摄像装置的拍摄方向加装***体探测器，用以解决天然气门站管网的阀门节点垂直方向上具有一定高度差的集中监控问题，实现本发明所用的云台和***体探测器比传统方法在监控同样多的阀门时极大缩减了数量节约了成本。

共有技术说明

电动液压升降杆适用于需要复推、拉直线(或往复旋转一定角度)运动，也可用于需上升、下降或夹紧工作物的场所，并可进行远距离高空及危险地区的集中或程序控制。已广泛应用于冶金、矿山、煤炭、电力、机械、粮食、水泥、化工、水利、运输等部门，是通用的动力源。其工作原理是：电液推杆以电动机为动力源，通过双向齿轮泵输出压力油，经油路集成块的控制，至油缸，实现活塞杆的往复运动。电动液压升降杆具有自锁功能，电液推杆的油路集成块中，设计了压力自锁机构，电机停止，活塞杆能自锁在一定位置上，处于保压状态。与电动机械推杆相比，精度高，推力较大，动作较为平稳，满足检测仪器定点循环检测的使用要求。

在之前申请的发明专利《具备距离补偿功能和浓度补偿功能的***体探测装置》中提出以贴近地面横扫的方式进行甲烷泄漏探测和定位的方法。该方法考虑到天然气扩散的自然属性，以水平激光束切割被测区域，可快速准确探测甲烷气体泄漏浓度。本发明延续这种探测思路，可避免现有市场的激光探测设备探测泄漏浓度不准确的问题，利用电动液压升降杆在垂直方向上的直线运动，实现对天然气门站的定点循环检测。

鉴于现有技术的不足，实现本发明的程控升降及水平扫描的***体探测云台装置由云台，电动液压升降杆，程控系统组成；云台上安装有摄像装置和***体探测器，且摄像装置和***体探测器的指向一致；程控系统由监测目标定位模块，高度控制模块，云台控制模块，告警模块，图像采集模块组成；

监测目标定位模块记录被监测阀门的高度，同一高度可以记录多个被监测阀门编号；

高度控制模块负责根据被监测阀门的高度以轮巡的方式控制电动液压升降杆改变高度，每次以收到云台控制模块发送来的扫描完成的信号变换高度，并在变换高度结束时向云台控制模块发送高度变换结束的信号；

云台控制模块负责根据高度控制模块发来的高度变换结束的信号启动云台的横向扫描，并在横向扫描完成后向高度控制模块发送扫描完成的信号；

***体探测器随云台横向扫描，当检测到有天然气泄漏气团时，向告警模块发出气体泄漏信号；告警模块接到气体泄漏信号后发出告警信息并向云台控制模块发出暂停扫描的信号；告警模块接到气体泄漏信号后向图像采集模块发出采集图像的信号；

图像采集模块收到采集图像的信号后控制云台上安装的摄像装置采集图像，摄像装置采集图像完毕后图像采集模块向云台控制模块发送继续扫描的信号。

有益效果

改变了市场现有***体探测云台装置检测过程中仰俯角度较大，检测垂直方向上位置单一、不可编程控制的现状。巧妙运用电动液压升降杆在垂直方向上的高精度平稳运行，将***体探测云台固定在电动液压升降杆，实现对天然气门站的管网区域的多平面检测，与传统的半导体***体检测云台装置相比，可实现一台多用的目的，节约仪器的采购成本，基于激光云台组合的装置能较好地排除外界环境因素造成的气体扩散速度较快、泄漏气体浓度变化较大的影响，降低激光云台检测泄漏气体浓度的误报率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图例：

A云台；B电动液压升降杆；C程控系统；D地面；E被监测阀门；F天然气泄漏气团；

10摄像装置；11***体探测器；30监测目标定位模块；31高度控制模块；32云台控制模块；33 告警模块；34 图像采集模块。

具体实现方式

参看图1，实现本发明的程控升降及水平扫描的***体探测云台装置由云台A，电动液压升降杆B，程控系统C组成；云台A上安装有摄像装置10和***体探测器11，且摄像装置10和***体探测器11的指向一致；程控系统C由监测目标定位模块30，高度控制模块31，云台控制模块32，告警模块33，图像采集模块34组成；

监测目标定位模块30记录被监测阀门E的高度，同一高度可以记录多个被监测阀门E编号；

高度控制模块31负责根据被监测阀门E的高度以轮巡的方式控制电动液压升降杆B改变高度，每次以收到云台控制模块32发送来的扫描完成的信号变换高度，并在变换高度结束时向云台控制模块32发送高度变换结束的信号；

云台控制模块32负责根据高度控制模块31发来的高度变换结束的信号启动云台A的横向扫描，并在横向扫描完成后向高度控制模块31发送扫描完成的信号；

***体探测器11随云台横向扫描，当检测到有天然气泄漏气团F时，向告警模块33发出气体泄漏信号；告警模块33接到气体泄漏信号后发出告警信息并向云台控制模块32发出暂停扫描的信号；告警模块33接到气体泄漏信号后向图像采集模块34发出采集图像的信号；

图像采集模块34收到采集图像的信号后控制云台A上安装的摄像装置10采集图像，摄像装置10采集图像完毕后图像采集模块34向云台控制模块32发送继续扫描的信号。