专利汇可以提供SF6分解气体红外光谱多组分检测方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公布了一种SF6分解气体红外 光谱 多组分检测方法及装置,本发明方法将传统非分散红外光谱技术中斩波调制轮与分光滤波轮合二为一,利用一个调制滤波轮实现多组分气体的同时测量,同时结合长光程多次反射吸收技术增加检测灵敏度。本发明装置由设置于主机箱内的光学单元、气路单元以及 电子 学单元组成。本发明适合于电 力 系统中SF6气体充当绝缘和灭弧介质的电气设备故障监测和诊断。实现快速、高灵敏、无干扰的在线气体浓度测量。,下面是SF6分解气体红外光谱多组分检测方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种SF6分解气体红外光谱多组分检测方法,其特征在于红外光源(25)辐射连续红外光波,利用滤波、斩波盘(23)进行调制与滤波,滤波、斩波盘(23)上有四个通光孔,其上分别安装有中心波长分别为4.65um、3.85 um、7.35um、7.85um的四个窄带中红外滤光片,其中4.67um 滤光片透射光用作CO气体检测光波,3.85 um滤光片透射光用作CO气体检测参考光波,7.35um滤光片透射光用作SO2气体检测光波,7.85um滤光片透射光用作SF6气体检测参考光波;滤波、斩波盘(23)由直流同步电机(24)带动以匀速转动,将连续红外光波调制为脉冲光,且对应CO气体检测、CO气体检测参考、SO2气体检测、SF6气体检测参考光波顺序通过并耦合进长光程光学多次反射池(4);滤波、斩波盘(23)边沿安装有一个挡光片(31),挡光片经过光耦(26)时产生的脉冲信号经过信号接口板(22)用于滤光片顺序信号的对准与信号采集模块同步触发;
红外调制光进入长光程光学多次反射池(4)后经过多次往复反射后由出射光反光镜(42)反射出长光程光学多次反射池(4);红外热电探测器(5)将反射出长光程光学多次反射池(4)的红外调制光信号转换为电信号送前置放大器(6),前置放大器(6)将电信号放大后经过信号线送信号接口板(22);信号接口板(22)对电信号进行A/D转换后由数据采集、处理和控制模块(21)在光耦(26)发出的脉冲信号触发下进行数字信号采集、累加平均、滤波得到检测信号和参考信号,所述检测信号和参考信号被用以反演CO和SF6的气体浓度。
2.根据权利要求1所述的SF6分解气体红外光谱多组分检测方法,其特征在于还包括体校准方法:所述检测样气由样气进气管快插接口(13)进入,通过进气气路由进气孔(38)进入长光程光学吸收池(4),进气气路上有一个三通电磁阀(12)和一个单向流量阀(11),三通电磁阀(12)在a-b方向常通,三通电磁阀(12)在a-c方向常闭,检测运行时样气在a-b方向流通;
所述体校准方法采用标准气体校准方法,首先测定空白样品时地背景信号,将高纯氮气作为空白样品接入校准气体进气快插接口(13),校准气路由三通电磁阀(12)的c端接入进气通路,三通电磁阀(12)转换为a-c方向导通,待空白气体取代长光程光学吸收池(4)内原有气体后采用红外热电探测器(5)采集各滤波波段的光谱信号,保存空白气体时的各组分气体在检测波段和参考波段探测端光强关系作为背景信号;然后将已知浓度标准气体通入长光程光学吸收池,待标准浓度气体取代长光程光学吸收池(4)内原有气体后采用红外热电探测器(5)采集各滤波波段的光谱信号,保存标准浓度气体时的各组分气体在检测波段和参考波段探测端光强关系作为校准信号,由背景信号和校准信号进行线性拟和可以得到工作曲线;三通电磁阀(12)转换为a-b方向导通,样气气路导通进行气体检测得到检测信号,检测信号利用校准过程得到的工作曲线进行自动浓度反演,获得各组分气体的浓度测量值。
3.根据权利要求2所述的SF6分解气体红外光谱多组分检测方法,其特征在于所述标准气体为已知浓度的单一或多组分气体。
4.一种SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于包括主机箱(1),主机箱(1)上安装有触摸液晶显示屏(2)、电源插座(18)、主电源开关(3)、样气出气管快插接口(10)、样气进气管快插接口(13)、USB接口(15)、485数据通讯接口(16)和以太网接口(17),其特征在于主机箱(1)内还设置长光程光学吸收池(4),红外热电探测器(5),前置放大器(6),压力传感器(8),气体泵(9),单向电磁阀(11),直流稳压电源(19),通讯电路模块(20),数据采集、处理和控制模块(21),信号接口板(22),滤波、斩波盘(23),直流同步电机(24),红外光源(25)和光耦(26);其中红外热电探测器(5)检测长光程光学吸收池(4)的出射光束,红外热电探测器(5)的输出端依次串接前置放大器(6),信号接口板(22),数据采集、处理和控制模块(21)和通讯电路模块(20),通讯电路模块(20)分别与485数据通讯接口(16)和以太网接口(17)进行数据传输,样气进气管快插接口(13)通过进气气路串接单向流量阀(11)后进入长光程光学吸收池(4),长光程光学吸收池(4)内的样气由气体泵(9)经出气气路抽出,出气气路上安装有压力传感器(8),压力传感器(8)通过电缆线与信号接口板(22)相连, 压力传感器(8)的反馈端接单向电磁阀(11),红外光源(25)的出射光线经过滤波、斩波盘(23)进入长光程光学吸收池(4),与滤波、斩波盘(23)对应设置光耦(26),直流同步电机(24),红外光源(25)和光耦(26)分别与信号接口板(22)连接,直流同步电机(24)控制滤波、斩波盘(23)动作,直流稳压电源(19)用于提供直流电源。
5.根据权利要求4所述的SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于所述长光程光学吸收池(4)由设置于光学吸收池密封罩(33)内的主镜(32)、副镜一(39)、副镜二(41)、入射光反光镜(35)和出射光反光镜(42)组成,所述光学吸收池密封罩(33)的一侧分别设置出气孔(44)和出射光学窗片(43),所述光学吸收池密封罩(33)的另一侧分别设置进气孔(38)和入射光学窗片(36),出射光反光镜(42)与出射光学窗片(43)对应设置,入射光反光镜(35)与入射光学窗片(36)对应设置,主镜(32)分别与与副镜一(39)和副镜二(41)相对设置,在光学吸收池密封罩(33)的主镜(32)侧安装加热器一(34),在光学吸收池密封罩(33)的副镜一(39)和副镜二(41)侧安装加热器二(40),光学吸收池密封罩(33)上还设置温度传感器(37),温度传感器(37)与信号接口板(22)连接。
6.根据权利要求4所述的SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于所述滤波、斩波盘(23)上安装有CO检测滤光片(27)、CO检测参考滤光片(28)、SO2检测滤光片(29)、SO2检测参考滤光片(30),滤波、斩波盘(23)边沿安装有挡光片(31)。
7.根据权利要求4所述的SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于所述红外光源(25)采用硅碳棒加热元件。
8.根据权利要求4所述的SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于所述出气气路上安装有电化学H2S传感器(7),电化学H2S传感器(7)通过电缆线与信号接口板(22)相连。
9.根据权利要求4所述的SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于所述主机箱(1)上还设置校准气体进气快插接口(14),所述样气进气管快插接口(13)与单向流量阀(11)之间还串接三通电磁阀(12),三通电磁阀(12)在a-b方向常通,三通电磁阀(12)在a-c方向常闭,三通电磁阀(12)的c端与校准气体进气快插接口(14)连接。
10.根据权利要求5述的SF6分解气体红外光谱检测装置,其特征在于所述出入射光学窗片(36)为荧石材料制成的光学薄片。
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