《无损检测 泄漏检测 可调谐二极管激光吸收光谱法-编制说明》

一、工作简况

1.任务来源

本标准经中国材料与试验团体标准委员会（以下简称：

CSTM标准委员会）无损检测技术及设备领域委员会审查，

CSTM标准委员会批准《无损检测泄漏检测可调谐二极管激

光吸收光谱法》立项，标准项目归口管理委员会为CSTM/FC94

无损检测技术及设备领域委员会，标准计划编号为CSTMLX

940000683-2021，由中国特种设备检测研究院牵头承担《无

损检测泄漏检测可调谐二极管激光吸收光谱法》团体标准

的制定工作。

2.标准制定的背景和目的

泄漏已经成为影响化工、燃气等领域安全重要因素，及

早发现并定位能够有效提高整体安全性、排除隐患。基于可

调谐二极管激光吸收光谱法的气体泄漏检测方法，由于精度

高、检测距离院等优点，在国内已经得到了较大规模的使用。

但是目前为止，该方法在国内尚未能形成统一的检测标

准，对仪器设备、检测条件，检测过程控制等方面缺少统一

要求，对检测结果的可靠性和一致性带来较大风险。因此，

计划提出本标准。

3.工作主要过程

1

按照中国材料与试验团体标准委员会标准制修订程序

的要求，《无损检测泄漏检测可调谐二极管激光吸收光谱

法》团体标准的编制完成了以下工作：

（1）起草阶段：

CSTM/FC94无损检测技术及设备领域委员会成立之后，

积极开展各项标准制定工作，为保证后续标准的规范性，针

对《无损检测泄漏检测可调谐二极管激光吸收光谱法》组

建成立了标准起草工作组，确定了标准编写原则和分工，提

出标准编制进度安排。

二、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

1.标准化对象简要情况

本标准为旨在规范本领域内各标准的制修订和发布。

2.制修订标准的原则

（1）制修订标准的依据或理由

依据中国材料与试验团体标准制修订管理细则、中关村

材料试验联盟团体标准管理办法（试行）制定本标准，规范

本领域内各标准的制修订和发布。

（2）制修订标准的原则

本标准编制遵循经济社会发展需求原则、技术先进和经

济合理原则、适应贸易全球化需求原则、维护公众利益原则、

协商一致原则、广泛参与和公开透明原则。

2

本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T

1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》

进行编写。

三、采用国际标准和国外先进标准的情况

无

四、标准主要内容

本标准规定了可调谐二极管激光吸收光谱法开展泄漏

检测的原理、仪器描述和测试与校准方法、检测过程和检测

报告等要求。充分考虑了各参编单位的意见和建议，切实可

行，具有可操作性。主要内容包括：原理介绍、一般要求、

仪器要求、检测方法要求、检测报告要求、典型气体浓度检

测量程和最低检出限、光谱标定气腔/室使用要求、标物要

求等。

本标准的主要内容及相关说明如下：

1）范围

本标准规定了可调谐二极管激光吸收光谱法开展泄漏

检测的原理、仪器描述和测试与校准方法、检测过程和检测

报告等要求。

本标准适用于使用可调谐二极管激光吸收光谱法开展

的泄漏检测工作。

3

2）规范性引用文件

GB/T5616无损检测一个用导则

GB/T12604.7无损检测术语泄漏检测

GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T20737无损检测通用术语和定义

3）术语

包括：可调谐二极管激光吸收光谱法、浓度-光程积分、

等效浓度光程积、等效浓度、待测气体、比尔-朗伯定律、

反射目标距离、回波能量。

4）原理

包括：基本原理、检测方式、优点和局限性、干扰因素。

5）一般要求

包括：环境要求和人员要求。

6）仪器要求

包括：结构、性能、功能要求、性能指标定义及测试方

法。

7）仪器自校

包括：自校用气体、自校用设备、自校流程、自校报告等

的要求

8）检测方法

包括：概述、安全要求、仪器要求、异常与处理等。

其中可调谐二极管激光吸收光谱法分为两类方法：反射

4

法和对射法；

检测程序规定了对焦、设置检测时窗、系统参数设置等

的技术要求。

9）报告

规定了对检测记录、检测报告的基本要素的要求。

10）遥测漫反射测量典型气体浓度检测量程和最低检出限

给出了几种典型气体遥测时的气体浓度检测量程和最

低检出限。

11）光谱标定气腔/室使用要求

给出了用于标定的气腔或者气室对光学材质、透光性、

结构、使用等的要求。

12）标物要求

给出了测试或校准用气体标准物质的要求。

五、主要试验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济

论证，预期的经济效果等

测试环境：室温下，将设备的激光器对准墙面，光路不能有

所遮挡。

测试步骤：

1.向光程池中通入10分钟流量为300sccm的氮气，尽可能

的置换出光程池中的杂余气体；2.向光程池中通入不同浓度

的标准气体，流量为300sccm，时长为30分钟；

3.读取屏幕显示的数值，并记录；

5

4.将已有的实验数据进行拟合；

5.验证拟合情况。

测试照片：

标定图屏幕显示图

测试数据：

序号12345678平均值

浓度（ppm*m）

0789276359445595666.875

400380293376358360307372387354.125

2000145814791493146614091617151514231482.5

4000264427572660261026142731266626072661.125

8000421642484148419241314223418941844191.375

12000504651505025497850025041508052535071.875

数据分析及处理：将实验数据的标气浓度（ppm*m）和所测

浓度（ppm*m）按照y=A1exp(-x/t)+y0拟合，拟合情况如下

图：

6

拟合曲线图

验证拟合情况：

标准值（ppm*m）测量值（ppm*m）拟合后（ppm*m）

071.134.85535560381997

400342366.96415600499927

20001464.91924.0058773949675

40002652.84017.6111770805187

80004245.78237.124909303917

120005082.512004.706106246233

7

六、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准

的关系

无

七、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据

该标准的编制过程中，无重大分歧意见。

八、标准水平建议，预期的社会经济效果。

TDLAS技术可以实现在线监测，远程监控，具有快速、

精确检测的特点和高分辨率、高可靠性、高灵敏度、响应时

间短等优势，也因其操作简单，耗费时间短的特性被广泛应

用于大气环境气体监测、环境温度测量、气体管道泄漏等等

众多领域和行业，得到了大范围的推广。

特别是在2000年以后，美国Heath公司、CrowCon公司

和日本TokyoGas集团推出了手持式的激光甲烷测试设备。

Heath公司产品使用了100mm口径的接收镜头，检测距离最

远可达到30米，灵敏度为10ppmxm。日本的SA3C32A仪

器为了便携则采用了较小的镜头，在不使用反射镜时，用墙

壁，地面等表面的漫反射测量，一般可达到20米检测距离。

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