《無損檢測 泄漏檢測 可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法-編制說明》

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

本標準經(jīng)中國材料與試驗團體標準委員會（以下簡稱：

CSTM標準委員會）無損檢測技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會審查，

CSTM標準委員會批準《無損檢測泄漏檢測可調(diào)諧二極管激

光吸收光譜法》立項，標準項目歸口管理委員會為CSTM/FC94

無損檢測技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會，標準計劃編號為CSTMLX

940000683-2021，由中國特種設(shè)備檢測研究院牽頭承擔《無

損檢測泄漏檢測可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法》團體標準

的制定工作。

2.標準制定的背景和目的

泄漏已經(jīng)成為影響化工、燃氣等領(lǐng)域安全重要因素，及

早發(fā)現(xiàn)并定位能夠有效提高整體安全性、排除隱患。基于可

調(diào)諧二極管激光吸收光譜法的氣體泄漏檢測方法，由于精度

高、檢測距離院等優(yōu)點，在國內(nèi)已經(jīng)得到了較大規(guī)模的使用。

但是目前為止，該方法在國內(nèi)尚未能形成統(tǒng)一的檢測標

準，對儀器設(shè)備、檢測條件，檢測過程控制等方面缺少統(tǒng)一

要求，對檢測結(jié)果的可靠性和一致性帶來較大風(fēng)險。因此，

計劃提出本標準。

3.工作主要過程

1

按照中國材料與試驗團體標準委員會標準制修訂程序

的要求，《無損檢測泄漏檢測可調(diào)諧二極管激光吸收光譜

法》團體標準的編制完成了以下工作：

（1）起草階段：

CSTM/FC94無損檢測技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會成立之后，

積極開展各項標準制定工作，為保證后續(xù)標準的規(guī)范性，針

對《無損檢測泄漏檢測可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法》組

建成立了標準起草工作組，確定了標準編寫原則和分工，提

出標準編制進度安排。

二、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則

1.標準化對象簡要情況

本標準為旨在規(guī)范本領(lǐng)域內(nèi)各標準的制修訂和發(fā)布。

2.制修訂標準的原則

（1）制修訂標準的依據(jù)或理由

依據(jù)中國材料與試驗團體標準制修訂管理細則、中關(guān)村

材料試驗聯(lián)盟團體標準管理辦法（試行）制定本標準，規(guī)范

本領(lǐng)域內(nèi)各標準的制修訂和發(fā)布。

（2）制修訂標準的原則

本標準編制遵循經(jīng)濟社會發(fā)展需求原則、技術(shù)先進和經(jīng)

濟合理原則、適應(yīng)貿(mào)易全球化需求原則、維護公眾利益原則、

協(xié)商一致原則、廣泛參與和公開透明原則。

2

本標準在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T

1.1—2009《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》

進行編寫。

三、采用國際標準和國外先進標準的情況

無

四、標準主要內(nèi)容

本標準規(guī)定了可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法開展泄漏

檢測的原理、儀器描述和測試與校準方法、檢測過程和檢測

報告等要求。充分考慮了各參編單位的意見和建議，切實可

行，具有可操作性。主要內(nèi)容包括：原理介紹、一般要求、

儀器要求、檢測方法要求、檢測報告要求、典型氣體濃度檢

測量程和最低檢出限、光譜標定氣腔/室使用要求、標物要

求等。

本標準的主要內(nèi)容及相關(guān)說明如下：

1）范圍

本標準規(guī)定了可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法開展泄漏

檢測的原理、儀器描述和測試與校準方法、檢測過程和檢測

報告等要求。

本標準適用于使用可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法開展

的泄漏檢測工作。

3

2）規(guī)范性引用文件

GB/T5616無損檢測一個用導(dǎo)則

GB/T12604.7無損檢測術(shù)語泄漏檢測

GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證

GB/T20737無損檢測通用術(shù)語和定義

3）術(shù)語

包括：可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法、濃度-光程積分、

等效濃度光程積、等效濃度、待測氣體、比爾-朗伯定律、

反射目標距離、回波能量。

4）原理

包括：基本原理、檢測方式、優(yōu)點和局限性、干擾因素。

5）一般要求

包括：環(huán)境要求和人員要求。

6）儀器要求

包括：結(jié)構(gòu)、性能、功能要求、性能指標定義及測試方

法。

7）儀器自校

包括：自校用氣體、自校用設(shè)備、自校流程、自校報告等

的要求

8）檢測方法

包括：概述、安全要求、儀器要求、異常與處理等。

其中可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法分為兩類方法：反射

4

法和對射法；

檢測程序規(guī)定了對焦、設(shè)置檢測時窗、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等

的技術(shù)要求。

9）報告

規(guī)定了對檢測記錄、檢測報告的基本要素的要求。

10）遙測漫反射測量典型氣體濃度檢測量程和最低檢出限

給出了幾種典型氣體遙測時的氣體濃度檢測量程和最

低檢出限。

11）光譜標定氣腔/室使用要求

給出了用于標定的氣腔或者氣室對光學(xué)材質(zhì)、透光性、

結(jié)構(gòu)、使用等的要求。

12）標物要求

給出了測試或校準用氣體標準物質(zhì)的要求。

五、主要試驗（或驗證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟

論證，預(yù)期的經(jīng)濟效果等

測試環(huán)境：室溫下，將設(shè)備的激光器對準墻面，光路不能有

所遮擋。

測試步驟：

1.向光程池中通入10分鐘流量為300sccm的氮氣，盡可能

的置換出光程池中的雜余氣體；2.向光程池中通入不同濃度

的標準氣體，流量為300sccm，時長為30分鐘；

3.讀取屏幕顯示的數(shù)值，并記錄；

5

4.將已有的實驗數(shù)據(jù)進行擬合；

5.驗證擬合情況。

測試照片：

標定圖屏幕顯示圖

測試數(shù)據(jù)：

序號12345678平均值

濃度（ppm*m）

0789276359445595666.875

400380293376358360307372387354.125

2000145814791493146614091617151514231482.5

4000264427572660261026142731266626072661.125

8000421642484148419241314223418941844191.375

12000504651505025497850025041508052535071.875

數(shù)據(jù)分析及處理：將實驗數(shù)據(jù)的標氣濃度（ppm*m）和所測

濃度（ppm*m）按照y=A1exp(-x/t)+y0擬合，擬合情況如下

圖：

6

擬合曲線圖

驗證擬合情況：

標準值（ppm*m）測量值（ppm*m）擬合后（ppm*m）

071.134.85535560381997

400342366.96415600499927

20001464.91924.0058773949675

40002652.84017.6111770805187

80004245.78237.124909303917

120005082.512004.706106246233

7

六、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準

的關(guān)系

無

七、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

該標準的編制過程中，無重大分歧意見。

八、標準水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟效果。

TDLAS技術(shù)可以實現(xiàn)在線監(jiān)測，遠程監(jiān)控，具有快速、

精確檢測的特點和高分辨率、高可靠性、高靈敏度、響應(yīng)時

間短等優(yōu)勢，也因其操作簡單，耗費時間短的特性被廣泛應(yīng)

用于大氣環(huán)境氣體監(jiān)測、環(huán)境溫度測量、氣體管道泄漏等等

眾多領(lǐng)域和行業(yè)，得到了大范圍的推廣。

特別是在2000年以后，美國Heath公司、CrowCon公司

和日本TokyoGas集團推出了手持式的激光甲烷測試設(shè)備。

Heath公司產(chǎn)品使用了100mm口徑的接收鏡頭，檢測距離最

遠可達到30米，靈敏度為10ppmxm。日本的SA3C32A儀

器為了便攜則采用了較小的鏡頭，在不使用反射鏡時，用墻

壁，地面等表面的漫反射測量，一般可達到20米檢測距離。

加拿大BorealLaser的Gas