[发明专利]一种激光遥感探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种激光遥感探测系统及方法，通过触发器可以交替的发送第一探测状态触发信号和第二探测状态触发信号至信号发生器，以使得本发明的激光遥感探测系统在第一探测状态(距离测量状态)和第二探测状态(气体浓度测量状态)间交替，从而可以通过分时测量的方式实现距离测量和气体浓度测量两种功能。本发明在不改变激光气体遥测装置的光学框架的基础上实现了距离测量功能，简化了结构，降低了探测系统的成本并减小了体积。

技术领域

本发明涉及激光探测技术领域，特别涉及一种激光遥感探测系统及方法。

背景技术

目前，激光遥感探测技术已被广泛应用于有害气体浓度的探测中，尤其是像甲烷这种很难直接对其浓度进行测量的气体。激光遥感探测气体浓度主要有以下几点优势：测量精度高；测量速度比其他测量方法快、响应迅速；可实现现场测量；对周围环境的要求不高，恶劣的气体环境不会严重影响测量精度；该技术可以应用在例如甲烷、硫化氢等几十种常见的气体浓度检测中。

在激光遥感探测气体浓度(以下简称为激光气体遥测)的应用中，一般遥测的结果仅仅为气体的浓度，而无法获得遥测的距离。为了能够实现既可以进行气体浓度的遥测，又可以进行距离的遥测，现有技术中一般在激光气体遥测装置外加装一个激光测距装置来实现距离的测量，显然，通过加装激光测距装置虽然能够实现距离的遥测，但是由于附加了额外的设备导致了遥感探测装置整体结构更加的复杂，成本和体积均有很大的增加。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种激光遥感探测系统及方法，以实现在不改变激光气体遥测装置的光学框架的基础上进行距离的遥测，简化结构，降低整体装置的成本并减小体积。

本发明的第一方面提供一种激光遥感探测系统，该系统包括：

激光发射单元和激光接收单元，所述激光发射单元用于发射探测激光，所述激光接收单元用于接收激光反射信号，并对所述反射信号进行处理后输出探测结果，

所述激光发射单元包括触发器、信号发生器、激光控制器和激光器，其中，

所述触发器，用于发送探测状态触发信号，以使得所述探测系统在第一探测状态和第二探测状态间交替，所述第一探测状态为距离测量状态，所述第二探测状态为气体浓度测量状态；所述探测状态触发信号包括第一探测状态触发信号和第二探测状态触发信号；

所述信号发生器，用于接收所述触发器发送的探测状态触发信号，根据所述探测状态触发信号产生调制信号，并将所述调制信号注入所述激光控制器，以使得所述激光控制器对所述激光器的输出调制；所述调制信号包括第一调制信号和第二调制信号，所述第一调制信号与所述第一探测状态触发信号相对应，所述第二调制信号与所述第二探测状态触发信号相对应。

进一步地，所述激光控制器根据所述第一调制信号对所述激光器输出的激光的光强进行调制，并使得所述激光器输出的激光的波长避开被测气体的特征吸收峰波长区域。

进一步地，所述第一调制信号包括至少两种频率的正弦波。

进一步地，所述激光控制器根据所述第二调制信号对所述激光器输出的激光的波长进行调制，以使得所述激光器的扫描波长范围覆盖被测气体的特征吸收峰波长。

进一步地，所述激光发射单元还包括外部调制晶体，所述外部调制晶体与所述激光器的输出端连接。

进一步地，所述激光接收单元包括光电探测器、鉴相器和信号处理器，其中，

所述光电探测器，用于接收激光反射信号，并将所述激光反射信号转换为电信号；

所述鉴相器的输入端分别与所述光电探测器和信号发生器连接，用于对从所述光电探测器接收的信号进行鉴相比较，并将比较后的信号发送给信号处理器；