[发明专利]基于差分吸收激光雷达的六氟化硫泄漏检测方法及装置

权利要求书

1.基于差分吸收激光雷达的六氟化硫泄漏检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据SF₆气体吸收特性谱线图，选取SF₆气体吸收谱线中最大峰值的对应波长值λ_on和SF₆气体吸收谱线中紧临最大峰值的吸收低谷对应的波长值λ_off；

(2)激光雷达发射模块向GIS依次循环发射波长为λ_on和λ_off的激光脉冲束；

(3)激光雷达接收模块接收由GIS传输回来的反射激光脉冲，并将反射激光脉冲转换成数字电信号；

(4)信息处理模块处理转换后的数字电信号，计算GIS中SF₆气体浓度值及泄漏点位置信息。

2.根据权利要求1所述的基于差分吸收激光雷达的六氟化硫泄漏检测方法，其特征在于，还包括步骤(5)，在显示及预警模块的电子屏幕上显示计算得出的SF₆气体浓度值及泄漏点位置信息，当泄漏的SF₆气体浓度值超过设定阈值时，显示及预警模块的指示灯闪烁，蜂鸣器发出声响，达到报警目的。

3.根据权利要求1或2所述的基于差分吸收激光雷达的六氟化硫泄漏检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，SF₆气体吸收谱线中最大峰值的对应波长值λ_on选取为10.551μm，SF₆气体吸收谱线中紧临最大峰值的吸收低谷对应的波长值λ_off选取为10.696μm。

4.根据权利要求1或2所述的基于差分吸收激光雷达的六氟化硫泄漏检测方法，其特征在于，所述步骤(4)中，信息处理模块处理转换后的数字电信号，计算GIS中SF₆气体浓度值及泄漏点位置信息，具体为：

通过信息处理模块转换，得到与λ_on和λ_off分别对应的接收信号功率P_r(λ_on)和P_r(λ_off)；由SF₆气体在λ_on和λ_off处的吸收系数以及浓度光程积的计算公式，计算GIS中SF₆气体浓度光程积的值CL，再由浓度光程积的值CL以及激光器到GIS的距离R即可计算出SF₆气体浓度值；通过不断向不同角度发射激光，得出不同角度下SF₆气体的浓度值，浓度值越大，越靠近泄漏点，根据浓度值的不同即可判断泄漏点位置。

5.根据权利要求4所述的基于差分吸收激光雷达的六氟化硫泄漏检测方法，其特征在于，通过信息处理模块转换，得到与相应波长值对应的接收信号功率P_r，具体计算方法如下：

接收信号功率

其中，P_t表示激光器发射功率，T_a表示大气透过率，ρ表示目标反射率，D_r表示激光器的接收孔径(直径)，η_t表示激光雷达发射模块的透过率，η_r表示激光雷达接收模块的透过率，R表示从激光器到GIS的距离；

GIS中SF₆气体浓度光程积的值CL的计算方法为：

浓度光程积

其中，α_on表示SF₆气体强吸收波长的吸收系数，α_off表示SF₆气体弱吸收波长的吸收系数，P_r(λ_off)表示λ_off的接收信号功率，P_r(λ_on)表示λ_on的接收信号功率；

GIS中SF₆气体浓度值C的计算方法为：

浓度值

其中，CL表示SF₆气体浓度光程积的值，R表示从激光器到GIS的距离。