Sf6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法及裝置的製作方法

2023-05-22 17:56:06 1

專利名稱：Sf6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種氣體的紅外光譜測量方法和儀器，具體是一種基於氣體紅外吸收光譜的SF6分解氣體測量方法與裝置。
背景技術：
SF6因其優越的絕緣、滅弧介質而廣泛應用於高壓電氣設備中。隨著國內電力工業的迅速發展，從上個世紀80年代後，SF6電氣設備逐漸取代傳統的充油電氣設備，為電力系統的安全穩定、經濟運行取得很好的效果。但由於設備在設計、製造、安裝和運行維護等諸方面存在的一些缺陷，影響了設備的正常運行，甚至釀成事故，因此及時檢測出SF6電氣設備內部缺陷，對保證設備和電網的安全運行具有十分重要的意義。但在早期診斷SF6 電氣設備故障中，傳統的電氣試驗方法有時卻顯得力不從心，而當SF6電氣設備發生故障時，SF6氣體會產生分解產物、&S、C0等，因此可通過測試這些氣體分解產物的含量來診斷設備內部是否存在故障。由於此方法在故障診斷方面靈敏度高，準確性好，將成為 SF6電氣設備故障監測和診斷的一種有效手段。目前，對於SF6氣體分解產物總量的分析檢測方法主要有氣相色譜法、檢測管法、分解產物總量檢測儀法。首先，氣相色譜法，利用氣相色譜儀可以檢測分解產物， 但是由於沒有分解產物的標準物質，致使色譜法存在一定的局限性，不能如意地開展工作；此外，需要現場採集樣品回實驗室進行富集處理後，利用色譜儀進行分析檢測，測試過程比較複雜、繁瑣，同時由於分解產物一般都具有毒性，操作過程中一旦發生氣體洩漏對實驗人員的人身安全危害比較大。檢測管法，雖然可以檢測SO2等物質，但是檢測組分比較單一，不能反映整體概況，使用有一定的局限性。分解產物總量檢測儀能夠分析測試設備內的總的分解產物含量，只要設備內存在分解產物就能進行檢測，該儀器現場進行測試工作，使用方便，可以進行普測後總結出經驗數據，指導現場生產使用。但由於只能獲得分解總量的數據，沒有具體組分的濃度值，因而不利於故障類型和性質的分析。。紅外光譜法是利用氣體分子紅外吸收光譜特性進行氣體組分定性定量測量的光譜分析技術，它能測量多種氣體，具有測量範圍寬、選擇性良好、不會中毒、使用壽命長、功耗低、便於操作和維護等特點，可以實現氣體組分的在線測量，利用紅外光譜技術進行SF6 分解產物可以有效彌補傳統檢測技術的缺陷。

發明內容
本發明目的是針對現有技術存在的傳統儀器只能離線測量、單一檢測組分，以及檢測周期長等缺陷提供一種SF6分解氣體紅外光譜測量方法與裝置。本發明為實現上述目的，採用如下技術方案
本發明SF6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法，其特徵在於紅外光源輻射連續紅外光波，利用濾波、斬波盤進行調製與濾波，濾波、斬波盤上有四個通光孔，其上分別安裝有中心波長分別為4. 65um、3. 85 um、7. 35um、7. 85um的四個窄帶中紅外濾光片，其中4. 67um濾光片透射光用作CO氣體檢測光波，3. 85 um濾光片透射光用作CO氣體檢測參考光波，7. 35um 濾光片透射光用作氣體檢測光波，7. 85um濾光片透射光用作SF6氣體檢測參考光波；濾波、斬波盤(23)由直流同步電機帶動以勻速轉動，將連續紅外光波調製為脈衝光，且對應 CO氣體檢測、CO氣體檢測參考、SO2氣體檢測、SF6氣體檢測參考光波順序通過並耦合進長光程光學多次反射池；濾波、斬波盤邊沿安裝有一個擋光片，擋光片經過光耦時產生的脈衝信號經過信號接口板用於濾光片順序信號的對準與信號採集模塊同步觸發；
紅外調製光進入長光程光學多次反射池後經過多次往復反射後由出射光反光鏡反射出長光程光學多次反射池；紅外熱電探測器將反射出長光程光學多次反射池的紅外調製光信號轉換為電信號送前置放大器，前置放大器將電信號放大後經過信號線送信號接口板; 信號接口板對電信號進行A/D轉換後由數據採集、處理和控制模塊在光耦)發出的脈衝信號觸發下進行數位訊號採集、累加平均、濾波得到檢測信號和參考信號，所述檢測信號和參考信號被用以反演CO和SF6的氣體濃度。還包括體校準方法所述檢測樣氣由樣氣進氣管快插接口進入，通過進氣氣路由進氣孔進入長光程光學吸收池，進氣氣路上有一個三通電磁閥和一個單向流量閥，三通電磁閥在a-b方向常通，三通電磁閥在a-c方向常閉，檢測運行時樣氣在a_b方向流通；
所述體校準方法採用標準氣體校準方法，首先測定空白樣品時地背景信號，將高純氮氣作為空白樣品接入校準氣體進氣快插接口，校準氣路由三通電磁閥的c端接入進氣通路，三通電磁閥轉換為a-c方向導通，待空白氣體取代長光程光學吸收池內原有氣體後採用紅外熱電探測器採集各濾波波段的光譜信號，保存空白氣體時的各組分氣體在檢測波段和參考波段探測端光強關係作為背景信號；然後將已知濃度標準氣體通入長光程光學吸收池，待標準濃度氣體取代長光程光學吸收池內原有氣體後採用紅外熱電探測器採集各濾波波段的光譜信號，保存標準濃度氣體時的各組分氣體在檢測波段和參考波段探測端光強關係作為校準信號，由背景信號和校準信號進行線性擬和可以得到工作曲線；三通電磁閥轉換為a-b方向導通，樣氣氣路導通進行氣體檢測得到檢測信號，檢測信號利用校準過程得到的工作曲線進行自動濃度反演，獲得各組分氣體的濃度測量值。所述標準氣體為已知濃度的單一或多組分氣體。SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，包括主機箱，主機箱上安裝有觸摸液晶顯示屏、 電源插座、主電源開關、樣氣出氣管快插接口、樣氣進氣管快插接口、USB接口、485數據通訊接口和乙太網接口，其特徵在於主機箱內還設置長光程光學吸收池，紅外熱電探測器，前置放大器，壓力傳感器，氣體泵，單向電磁閥，直流穩壓電源，通訊電路模塊，數據採集、處理和控制模塊，信號接口板，濾波、斬波盤，直流同步電機，紅外光源和光耦；其中紅外熱電探測器檢測長光程光學吸收池的出射光束，紅外熱電探測器的輸出端依次串接前置放大器， 信號接口板，數據採集、處理和控制模塊和通訊電路模塊，通訊電路模塊分別與485數據通訊接口和乙太網接口進行數據傳輸，樣氣進氣管快插接口通過進氣氣路串接單向流量閥後進入長光程光學吸收池，長光程光學吸收池內的樣氣由氣體泵經出氣氣路抽出，出氣氣路上安裝有壓力傳感器，壓力傳感器通過電纜線與信號接口板相連，壓力傳感器的反饋端接單向電磁閥，紅外光源的出射光線經過濾波、斬波盤進入長光程光學吸收池，與濾波、斬波盤對應設置光耦，直流同步電機，紅外光源和光耦分別與信號接口板連接，直流同步電機控制濾波、斬波盤動作，直流穩壓電源用於提供直流電源。
所述長光程光學吸收池由設置於光學吸收池密封罩內的主鏡、副鏡一、副鏡二、入射光反光鏡和出射光反光鏡組成，所述光學吸收池密封罩的一側分別設置出氣孔和出射光學窗片，所述光學吸收池密封罩的另一側分別設置進氣孔和入射光學窗片，出射光反光鏡與出射光學窗片對應設置，入射光反光鏡與入射光學窗片對應設置，主鏡分別與與副鏡一和副鏡二相對設置，在光學吸收池密封罩的主鏡側安裝加熱器一，在光學吸收池密封罩的副鏡一和副鏡二側安裝加熱器二，光學吸收池密封罩上還設置溫度傳感器，溫度傳感器與信號接口板連接。所述濾波、斬波盤上安裝有CO檢測濾光片、CO檢測參考濾光片、SO2檢測濾光片、 SO2檢測參考濾光片，濾波、斬波盤邊沿安裝有擋光片。所述紅外光源採用矽碳棒加熱元件。所述出氣氣路上安裝有電化學傳感器，電化學傳感器通過電纜線與信號接口板相連。所述主機箱上還設置校準氣體進氣快插接口，所述樣氣進氣管快插接口與單向流量閥之間還串接三通電磁閥，三通電磁閥在a-b方向常通，三通電磁閥在a-c方向常閉，三通電磁閥的c端與校準氣體進氣快插接口連接。所述出入射光學窗片為熒石材料製成的光學薄片。本發明提出一種基於非分散紅外譜法的SF6典型分解產物S02、C0高靈敏在線檢測方法與裝置，將傳統非分散紅外光譜技術中斬波調製輪與分光濾波輪合二為一的創新方法，利用一個調製濾波輪實現多組分氣體的同時測量，同時結合長光程多次反射吸收技術增加檢測靈敏度。系統內部集成了電化學傳感器，實現氣體組分濃度的同時測量， 以滿足電力設備故障監測與診斷的需要。適合於電力系統中SF6氣體充當絕緣和滅弧介質的電氣設備故障監測和診斷。本發明實現快速、高靈敏、無幹擾的在線氣體濃度測量。


圖1是本發明結構示意圖； 圖2為濾波、斬波盤結構示意圖3為長光程光學吸收池結構示意圖。圖中標號1、主機箱，2、觸摸液晶顯示屏，3、主電源開關，4、長光程光學吸收池，5、紅外熱電探測器，6、前置放大器7、電化學H2S氣體傳感器，8、壓力傳感器，9、氣體泵， 10、樣氣出氣管快插接口，11、單向電磁閥，12、三通電磁閥，13、樣氣進氣管快插接口，14、校準氣體進氣快插接口，15、USB接口，16,485數據通訊接口，17、乙太網接口，18、交流總電源插座，19、直流穩壓電源，20、通訊電路模塊，21、數據採集、處理和控制模塊，22、信號接口板，23、濾波、斬波盤，M、直流同步電機，25、紅外光源，沈、光耦，27、CO檢測濾光片，28、CO 檢測參考濾光片，29、SO2檢測濾光片，30、SO2檢測參考濾光片，31、擋光片，32、主鏡，33、光學吸收池密封罩，34、加熱器一，35、入射光反光鏡，36、入射光學窗片，37、溫度傳感器，38、 進氣孔，39、副鏡一，40、加熱器二，41、副鏡二，42、出射光反光鏡，43、出射光學窗片，44、出氣孔。
具體實施例方式下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明
如圖1所示，SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，包括主機箱1，主機箱1上安裝有觸摸液晶顯示屏2、電源插座18、主電源開關3、樣氣出氣管快插接口 10、樣氣進氣管快插接口 13、 USB接口 15、485數據通訊接口 16和乙太網接口 17，其特徵在於主機箱1內還設置長光程光學吸收池4，紅外熱電探測器(5)，前置放大器6，壓力傳感器8，氣體泵9，單向電磁閥11， 直流穩壓電源19，通訊電路模塊20，數據採集、處理和控制模塊21，信號接口板22，濾波、斬波盤23，直流同步電機M，紅外光源25和光耦沈；其中紅外熱電探測器5檢測長光程光學吸收池4的出射光束，紅外熱電探測器5的輸出端依次串接前置放大器6，信號接口板22， 數據採集、處理和控制模塊21和通訊電路模塊20，通訊電路模塊20分別與485數據通訊接口 16和乙太網接口 17進行數據傳輸，樣氣進氣管快插接口 13通過進氣氣路串接單向流量閥11後進入長光程光學吸收池4，長光程光學吸收池4內的樣氣由氣體泵9經出氣氣路抽出，出氣氣路上安裝有壓力傳感器8，壓力傳感器8通過電纜線與信號接口板22相連，壓力傳感器8的反饋端接單向電磁閥11，紅外光源25的出射光線經過濾波、斬波盤23進入長光程光學吸收池4，與濾波、斬波盤23對應設置光耦沈，直流同步電機對，紅外光源25和光耦26分別與信號接口板22連接，直流同步電機M控制濾波、斬波盤23動作，直流穩壓電源19用於提供直流電源。如圖3示，所述長光程光學吸收池4由設置於光學吸收池密封罩33內的主鏡32、 副鏡一 39、副鏡二 41、入射光反光鏡35和出射光反光鏡42組成，所述光學吸收池密封罩33 的一側分別設置出氣孔44和出射光學窗片43，所述光學吸收池密封罩33的另一側分別設置進氣孔38和入射光學窗片36，出射光反光鏡42與出射光學窗片43對應設置，入射光反光鏡35與入射光學窗片36對應設置，主鏡32分別與與副鏡一 39和副鏡二 41相對設置， 在光學吸收池密封罩33的主鏡32側安裝加熱器一 34，在光學吸收池密封罩33的副鏡一 39和副鏡二 41側安裝加熱器二 40，光學吸收池密封罩33上還設置溫度傳感器37，溫度傳感器37與信號接口板22連接。如圖2，所述濾波、斬波盤23上安裝有CO檢測濾光片27、CO檢測參考濾光片28、 SO2檢測濾光片29、SO2檢測參考濾光片30，濾波、斬波盤23邊沿安裝有擋光片31。所述紅外光源25採用矽碳棒加熱元件。所述出氣氣路上安裝有電化學H2S傳感器7，電化學H2S傳感器7通過電纜線與信號接口板22相連。所述主機箱1上還設置校準氣體進氣快插接口 14，所述樣氣進氣管快插接口 13與單向流量閥11之間還串接三通電磁閥12，三通電磁閥12在a-b方向常通，三通電磁閥12 在a-c方向常閉，三通電磁閥12的c端與校準氣體進氣快插接口 14連接。所述出入射光學窗片36為熒石材料製成的光學薄片。當紅外光通過待測氣體時，這些氣體分子對特定波長的紅外光有吸收，其吸收關係服從朗伯一比爾(Lambert-Beer)吸收定律。非分散紅外光譜技術一般採用寬帶連續紅外光源，利用窄帶濾光片對光源進行濾波，獲得與目標氣體特徵吸收和無吸收波段的窄帶光波，即吸收波段和參考波段光波，通過檢測通過樣品氣體後吸收波段和參考波段光強的相對變化，可以反演氣體濃度。本發明的檢測光源採用矽碳棒加熱元件作為紅外檢測光源25，輻射連續紅外光波利用濾波、斬波盤23進行調製與濾波，濾波、斬波盤23上有四個通光孔，其上分別安裝有中心波長分別為4. 65um、3. 85 um、7. 35um、7. 85um的四個窄帶中紅外濾光片，其中4. 65um濾光片27透射光用作CO氣體檢測光波，3. 85 um濾光片28透射光用作 CO氣體檢測參考光波，7. 35um濾光片四透射光用作氣體檢測光波，7. 85um濾光片30 透射光用作SF6氣體檢測參考光波。濾波、斬波盤23由直流同步電機M帶動以勻速轉動， 將連續紅外光波調製為脈衝光，且對應CO氣體檢測、CO氣體檢測參考、S&氣體檢測、SF6氣體檢測參考光波順序耦合進長光程光學多次反射池4 ；濾波、斬波盤23邊沿安裝有一個擋光片31，擋光片經過光耦沈時產生的脈衝信號送信號接口板22，再送數據採集、處理和控制模塊21用於濾光片順序信號的對準與信號採集模塊同步觸發。調製為脈衝光經過入射光學窗片36進入光學吸收池4，入射光學窗片36為熒石材料製成的光學薄片，由於幹涉型濾光片在9um以上的長波紅外區通常會有一定通過率，採用熒石材料的光學窗片可以將紅外光源中9um以上的紅外波段濾除。光學吸收池是三塊焦距相同的球面鏡和兩個反射鏡組成的經過特殊設計光學結構，紅外調製光進入光學吸收池後首先被入射光反光鏡35反射到副鏡一 39上，副鏡一 39將光束反射到主鏡32，主鏡32將光束反射到副鏡二 41上，副鏡二 32再將光束反射到主鏡32上，主鏡32再將光束反射到副鏡一 39上，如此循環反射，光束在副鏡上的反射光斑是重疊的，而在主鏡上的反射光斑是兩行順序排列的，這樣經過多次往復反射後的光束照射到出射光反光鏡42被反射出光學吸收池；出射光束經過光學吸收池熒石材料的出射光學窗片43後照射到紅外熱電探測器5的光敏面上，紅外熱電探測器 5將光信號轉換為電信號送前置放大器6，前置放大器6將信號放大後經過信號線送信號接口板22。信號接口板22對信號進行A/D轉換後由數據採集、處理和控制模塊21在光耦發出的脈衝信號觸發下進行數位訊號採集、累加平均、濾波，經處理後檢測信號和參考信號被用以反演CO和SF6的氣體濃度。CO和SF6的氣體濃度數據一方面在觸摸液晶顯示屏進行顯示，一方面送通訊模塊20由485數據通訊接口 16和乙太網接口 17進行數據傳輸。
檢測樣氣由樣氣進氣管快插接口 13進入，通過進氣氣路由進氣孔38進入長光程光學吸收池4，進氣氣路上有一個三通電磁閥12和一個單向流量閥11，三通電磁閥12在 a-b方向常通，在a-c方向常閉，檢測運行時樣氣在a_b方向流通。長光程光學吸收池4是整體密封的，進入長光程光學吸收池4的樣氣由氣體泵9經出氣氣路抽出，出氣氣路上安裝有氣壓計8和電化學傳感器7，用以同時測量樣氣中的成分濃度；電化學傳感器通過電纜線與信號接口板22相連，並由數據採集、處理和控制模塊21採集數位訊號計算 H2S氣體濃度。出氣氣路上氣壓計8實時測量氣路中樣氣強，氣壓反饋給進氣氣路上的單向流量閥11，從而將氣路中的氣壓保持在一個大氣壓附近。光學吸收池4的兩端安裝有兩個加熱器對主鏡32和副鏡39、41進行加熱，防止樣氣中的水汽在鏡面凝結汙染鏡面，長光程光學吸收池4上另安裝有溫度傳感器37實時測量溫度，並通過信號接口板22控制加熱器， 使光學吸收池4溫度維持在60°C。
系統濃度反演採用標準氣體校準方法，系統可以單一氣體校準，也可以多組分氣體同時校準。系統主機箱後面板上安裝有一個校準氣體進氣快插接口 14，系統校準時，首先測定空白樣品時地背景信號，將高純氮氣作為空白樣品接入校準氣體進氣快插接口 14，校準氣路由三通電磁閥12的c端接入進氣通路，三通電磁閥12在系統軟體控制下自動轉換為 a-c方向導通，待空白氣體取代長光程光學吸收池4內原有氣體後採集各濾波波段的光譜信號，保存空白氣體時的各組分氣體在檢測波段和參考波段探測端光強關係作為背景信號；然後將已知濃度單組分或多組分標準氣體通入長光程光學吸收池4，待標準濃度氣體取代長光程光學吸收池4內原有氣體後採集各濾波波段的光譜信號，保存標準濃度氣體時的各組分氣體在檢測波段和參考波段探測端光強關係作為校準信號，由背景信號和校準信號進行線性擬和可以得到系統的工作曲線。系統校準結束後在軟體控制下轉換到樣氣檢測模式，樣氣氣路導通進行氣體檢測，檢測信號利用校準過程得到的工作曲線進行自動濃度反演，獲得各組分氣體的濃度測量值。
權利要求
1.一種SF6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法，其特徵在於紅外光源(25)輻射連續紅外光波，利用濾波、斬波盤(23)進行調製與濾波，濾波、斬波盤(23)上有四個通光孔，其上分別安裝有中心波長分別為4. 65um、3. 85 um、7. 35um、7. 85um的四個窄帶中紅外濾光片，其中4. 67um濾光片透射光用作CO氣體檢測光波，3. 85 um濾光片透射光用作CO氣體檢測參考光波，7. 35um濾光片透射光用作氣體檢測光波，7. 85um濾光片透射光用作SF6氣體檢測參考光波；濾波、斬波盤(23)由直流同步電機(24)帶動以勻速轉動，將連續紅外光波調製為脈衝光，且對應CO氣體檢測、CO氣體檢測參考、SO2氣體檢測、SF6氣體檢測參考光波順序通過並耦合進長光程光學多次反射池(4)；濾波、斬波盤(23)邊沿安裝有一個擋光片 (31)，擋光片經過光耦(26)時產生的脈衝信號經過信號接口板(22)用於濾光片順序信號的對準與信號採集模塊同步觸發；紅外調製光進入長光程光學多次反射池(4)後經過多次往復反射後由出射光反光鏡 (42)反射出長光程光學多次反射池(4)；紅外熱電探測器(5)將反射出長光程光學多次反射池(4 )的紅外調製光信號轉換為電信號送前置放大器(6 )，前置放大器(6 )將電信號放大後經過信號線送信號接口板(22)；信號接口板(22)對電信號進行A/D轉換後由數據採集、 處理和控制模塊(21)在光耦(26 )發出的脈衝信號觸發下進行數位訊號採集、累加平均、濾波得到檢測信號和參考信號，所述檢測信號和參考信號被用以反演CO和SF6的氣體濃度。
2.根據權利要求1所述的SF6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法，其特徵在於還包括體校準方法所述檢測樣氣由樣氣進氣管快插接口(13)進入，通過進氣氣路由進氣孔(38) 進入長光程光學吸收池(4)，進氣氣路上有一個三通電磁閥(12)和一個單向流量閥(11 )， 三通電磁閥(12 )在a-b方向常通，三通電磁閥(12 )在a-c方向常閉，檢測運行時樣氣在a-b 方向流通；所述體校準方法採用標準氣體校準方法，首先測定空白樣品時地背景信號，將高純氮氣作為空白樣品接入校準氣體進氣快插接口(13)，校準氣路由三通電磁閥(12)的c端接入進氣通路，三通電磁閥(12)轉換為a-c方向導通，待空白氣體取代長光程光學吸收池(4)內原有氣體後採用紅外熱電探測器(5)採集各濾波波段的光譜信號，保存空白氣體時的各組分氣體在檢測波段和參考波段探測端光強關係作為背景信號；然後將已知濃度標準氣體通入長光程光學吸收池，待標準濃度氣體取代長光程光學吸收池(4)內原有氣體後採用紅外熱電探測器(5)採集各濾波波段的光譜信號，保存標準濃度氣體時的各組分氣體在檢測波段和參考波段探測端光強關係作為校準信號，由背景信號和校準信號進行線性擬和可以得到工作曲線；三通電磁閥(12)轉換為a-b方向導通，樣氣氣路導通進行氣體檢測得到檢測信號，檢測信號利用校準過程得到的工作曲線進行自動濃度反演，獲得各組分氣體的濃度測量值。
3.根據權利要求2所述的SF6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法，其特徵在於所述標準氣體為已知濃度的單一或多組分氣體。
4.一種SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於包括主機箱(1)，主機箱(1)上安裝有觸摸液晶顯示屏(2)、電源插座(18)、主電源開關(3)、樣氣出氣管快插接口(10)、樣氣進氣管快插接口(13)、USB接口(15)、485數據通訊接口(16)和乙太網接口(17)，其特徵在於主機箱(1)內還設置長光程光學吸收池(4)，紅外熱電探測器(5)，前置放大器(6)，壓力傳感器(8)，氣體泵(9)，單向電磁閥(11)，直流穩壓電源(19)，通訊電路模塊(20)，數據採集、處理和控制模塊(21)，信號接口板(22)，濾波、斬波盤(23)，直流同步電機(24)，紅外光源(25)和光耦(26)；其中紅外熱電探測器(5)檢測長光程光學吸收池(4)的出射光束，紅外熱電探測器(5)的輸出端依次串接前置放大器(6)，信號接口板(22)，數據採集、處理和控制模塊(21)和通訊電路模塊(20 )，通訊電路模塊(20 )分別與485數據通訊接口(16 )和乙太網接口(17)進行數據傳輸，樣氣進氣管快插接口(13)通過進氣氣路串接單向流量閥 (11)後進入長光程光學吸收池(4)，長光程光學吸收池(4)內的樣氣由氣體泵(9)經出氣氣路抽出，出氣氣路上安裝有壓力傳感器(8)，壓力傳感器(8)通過電纜線與信號接口板(22) 相連，壓力傳感器(8)的反饋端接單向電磁閥(11)，紅外光源(25)的出射光線經過濾波、 斬波盤(23)進入長光程光學吸收池(4)，與濾波、斬波盤(23)對應設置光耦(26)，直流同步電機(24)，紅外光源(25)和光耦(26)分別與信號接口板(22)連接，直流同步電機(24)控制濾波、斬波盤(23)動作，直流穩壓電源(19)用於提供直流電源。
5.根據權利要求4所述的SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於所述長光程光學吸收池(4)由設置於光學吸收池密封罩(33)內的主鏡(32)、副鏡一(39)、副鏡二(41)、入射光反光鏡(35)和出射光反光鏡(42)組成，所述光學吸收池密封罩(33)的一側分別設置出氣孔(44)和出射光學窗片(43)，所述光學吸收池密封罩(33)的另一側分別設置進氣孔 (38)和入射光學窗片(36)，出射光反光鏡(42)與出射光學窗片(43)對應設置，入射光反光鏡(35)與入射光學窗片(36)對應設置，主鏡(32)分別與與副鏡一(39)和副鏡二(41)相對設置，在光學吸收池密封罩(33)的主鏡(32)側安裝加熱器一(34)，在光學吸收池密封罩 (33)的副鏡一(39)和副鏡二(41)側安裝加熱器二(40)，光學吸收池密封罩(33)上還設置溫度傳感器(37 )，溫度傳感器(37 )與信號接口板(22 )連接。
6.根據權利要求4所述的SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於所述濾波、斬波盤(23)上安裝有CO檢測濾光片(27)、CO檢測參考濾光片(28)、SO2檢測濾光片(29)、SO2 檢測參考濾光片(30)，濾波、斬波盤(23)邊沿安裝有擋光片(31)。
7.根據權利要求4所述的SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於所述紅外光源 (25)採用矽碳棒加熱元件。
8.根據權利要求4所述的SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於所述出氣氣路上安裝有電化學H2S傳感器(7)，電化學H2S傳感器(7)通過電纜線與信號接口板(22)相連。
9.根據權利要求4所述的SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於所述主機箱(1) 上還設置校準氣體進氣快插接口(14)，所述樣氣進氣管快插接口(13)與單向流量閥(11) 之間還串接三通電磁閥(12)，三通電磁閥(12)在a-b方向常通，三通電磁閥(12)在a-c方向常閉，三通電磁閥(12)的c端與校準氣體進氣快插接口(14)連接。
10.根據權利要求5述的SF6分解氣體紅外光譜檢測裝置，其特徵在於所述出入射光學窗片(36)為熒石材料製成的光學薄片。
全文摘要
本發明公布了一種SF6分解氣體紅外光譜多組分檢測方法及裝置，本發明方法將傳統非分散紅外光譜技術中斬波調製輪與分光濾波輪合二為一，利用一個調製濾波輪實現多組分氣體的同時測量，同時結合長光程多次反射吸收技術增加檢測靈敏度。本發明裝置由設置於主機箱內的光學單元、氣路單元以及電子學單元組成。本發明適合於電力系統中SF6氣體充當絕緣和滅弧介質的電氣設備故障監測和診斷。實現快速、高靈敏、無幹擾的在線氣體濃度測量。
文檔編號G01N21/01GK102445433SQ20111044065
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者蔡毅敏 申請人:南京順泰科技有限公司