机载天然气管道泄漏激光遥感探测技术及应用研究

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随着中国经济的发展,我国天然气产业已进入快速发展阶段,天然气管道长度从40000公里到100000公里。天然气在管道运输和存储过程中,由于自然或人为的因素导致天然气管道泄漏在所难免。近年来因管道泄漏引起的安全事故时有发生,造成了重大的人员财产损失。传统的天燃气泄漏检测方法只能实现单点、定点的检测、检测效率低、很难满足长距离输运管线的日常安全维护。利用可调谐二极管激光吸收光谱技术的遥感探测方法以其高灵敏度及快速响应等特点,在气体泄漏检测领域得到了广泛的应用。  论文围绕基于TDLAS技术开展了机载天然气管道泄漏探测技术研究,取得的主要研究成果及创新如下:  (1)研制了一台实用化基于无人机平台的天然气管道泄漏监测系统,并对该系统进行了模拟测量实验,实验结果表明该系统可以快速、便捷、有效地测量天然气管道泄漏,为进一步实用化奠定了基础。  (2)提出了一种基于二次谐波特性DFB激光器稳频新方法,并建立了一套稳频装置,该装置无需参考池及分束器,不仅实现了激光器频率输出的长时间稳定,而且有效地抑制了外界环境变化对激光器输出频率漂移的影响(尤其是温度变化),其波长漂移有效地控制在±0.16pm范围内。  (3)开展了近红外激光经Raman放大后用于远距离激光遥感探测技术研究。通过对Raman放大器的性能分析研究,掌握Raman放大器与TDLAS技术结合用于远距离遥感探测所需的条件,在300mWRaman放大功率下实现了500m远距离的遥感探测。  (4)提出并初步开展了激光测距和浓度同时测量新方法研究,为进一步开展管道泄漏定量化分析奠定了基础。
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