本发明专利技术涉及一种气体分解产物检测领域，特别涉及一种基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置及方法，包括壳体，壳体内部设置单片机及其附属电路，单片机及其附属电路连接电源，单片机通过功率开关管连接红外光源，红外光源与光声池的光源入射口相对，光声池内部设置谐振腔，光声池两侧设置与谐振腔相通的圆形孔，两侧的圆形孔内安装微音器，微音器通过锁相放大电路连接单片机，单片机连接显示屏，光声池上端设置与谐振腔相通的进气口和出气口。本发明专利技术避免了电化学方法存在的交叉干扰和电极“中毒”问题，降低了系统噪音，提高了检测的准确度，结构简单紧凑，体积小，稳定性好。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种气体分解产物检测领域，特别涉及一种基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置及方法，包括壳体，壳体内部设置单片机及其附属电路，单片机及其附属电路连接电源，单片机通过功率开关管连接红外光源，红外光源与光声池的光源入射口相对，光声池内部设置谐振腔，光声池两侧设置与谐振腔相通的圆形孔，两侧的圆形孔内安装微音器，微音器通过锁相放大电路连接单片机，单片机连接显示屏，光声池上端设置与谐振腔相通的进气口和出气口。本专利技术避免了电化学方法存在的交叉干扰和电极“中毒”问题，降低了系统噪音，提高了检测的准确度，结构简单紧凑，体积小，稳定性好。【专利说明】基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置及方法
本专利技术涉及一种气体分解产物检测领域，特别涉及一种基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置及方法。
技术介绍
随着智能电网的快速发展，以SF6气体作为绝缘介质的电气设备得以大量运用，而SF6气体分解产物的检测是诊断SF6设备运行工况和潜伏性故障的有效方法。SF6电气设备内部故障时分解产生的硫化物主要有S02、H2S、SF4、S02F S0F2、S2F10和S20F10等；氟化物主要有HF、CF4、A1F3、CuF2和WF6等；碳化物主要有CO、C02和低分子烃等。其中S02、H2S和CO三种组分气体可以作为设备发生故障时分析判断的特征组分。目前行业内使用的检测仪主要采用电化学传感器检测法，此种传感器在检测过程中受到硫化物腐蚀影响发生“中毒”，容易产生漂移或损坏，导致检测结果不准，其测量准确度难以满足诊断SF6设备潜伏性故障的要求，同时维护成本高，故障率高。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的问题是:提供一种设计合理，检测结果准确，维护成本低，故障率低的基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:所述的基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置，包括壳体，壳体内部设置单片机及其附属电路，单片机及其附属电路连接电源，单片机通过功率开关管连接红外光源，红外光源与光声池的光源入射口相对，光声池内部设置谐振腔，光声池两侧设置与谐振腔相通的圆形孔，两侧的圆形孔内安装微音器，微音器通过锁相放大电路连接单片机，单片机连接显示屏，光声池上端设置与谐振腔相通的进气口和出气口。所述的基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置避免了电化学方法存在的交叉干扰和电极“中毒”问题，降低了系统噪音，提高了检测的准确度，结构简单紧凑，体积小，稳定性好。进一步地优选，光声池一端设置入射镜，入射镜设置在光源入射口处，另一端设置反射镜，入射镜和反射镜通过压环固定在光声池的两端。提升池体内的光线反射率，增大光强。进一步地优选，入射镜和反射镜之间形成谐振腔，谐振腔两端设置缓冲室。进一步地优选，红外光源采用红外灯丝，红外光源前端设置滤光片。经过滤光片滤光后，得到特定频率波长的光谱，以激发所需检测的气体释放热能。进一步地优选,微音器米用娃微传声器。SPA2410LR5H-B娃微传声器电平输出与声波幅值大小有很强的正相关关系，具有更高的灵敏度，且在100至10000HZ范围内频响平坦。进一步地优选，单片机采用PIC16C74单片机。低成本、高可靠性。进一步地优选，电源采用磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池安全性较高，而且使用充电快速方便。进一步地优选，壳体采用ABS树脂。ABS树脂材料强度和耐温特性都已满足生产现场要求，并且密度较小质量轻，便于携带，性价比较高。壳体的的长度为370mm，宽度为300mm，高度为 170mm。所述的基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测方法，包括以下步骤:( I)待检测气体通过光声池的进气口进入到光声池的谐振腔内；(2)打开电源，单片机及其附属电路，功率开关管，红外光源，锁相放大电路以及显示屏通电，单片机对输出的开关驱动信号进行SPWM调制，将红外光源接入功率开关管回路，用SPWM信号驱动功率开关管，通过功率开关管对红外光源进行电子调制，经过电子调制后红外光强呈周期性变化，经过滤光片滤光后，得到特定频率波长的光谱；经过调制后的红外光源可输出频率为2500HZ-3500HZ。(3)所得到的特定频率波长的光谱通过光源入射口进入到光声池内，光声池内的待检测气体受到窄带光脉冲照射，气体分子按其特征吸收频率吸收光辐射，气体吸收能量与其浓度成比例关系，并将吸收能量部分转化为热能，气体根据入射光脉冲被周期性加热，气体温度的周期性波动导致压力波动；光声池的谐振频率为2800HZ-3000HZ。(4)周期性压力波动通过微音器进行检测，微音器将声能变换成电信号，电信号通过锁相放大电路提高信噪比后将信号传给单片机，单片机经过分析和计算后得到检测气体的浓度值，最后通过显示屏显示。本专利技术所具有的有益效果是:1、运用光声光谱法分析SF6分解产物含量，避免了电化学方法存在的交叉干扰和电极“中毒”问题，提高了检测的准确度，降低了成本。2、采用硅微传声器检测光声信号，降低了系统噪音并提高了检测灵敏度，在硅微传声器输出单元外加锁相放大器回路，筛选并且放大出所需要的压力波信号，大幅度抑制无用噪声，改善检测的信噪比。3、通过MOSFET功率开关管调制红外光源频率，稳定性好，受外界振动影响小，且具有寿命长，无机械触点的优点，极大提高了工作可靠性，结构简单紧凑，减小了体积，提高了可靠性。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构原理框图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术光声池的结构示意图；图4为锁相放大电路等值电路图；其中，1、壳体；2、红外光源；3、单片机；4、功率开关管；5、电源；6、光声池；7、圆形孔；8、光源入射口 ；9、滤光片；10、压环；11、谐振腔；12、微音器；13、锁相放大电路；14、入射镜；15、进气口 ；16、出气口 ；17、缓冲室；18、反射镜。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步描述:如图1、图2、图3、图4所示，本专利技术所述的基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置，包括壳体1，壳体I内部设置单片机3及其附属电路，单片机3及其附属电路连接电源5，单片机3通过功率开关管4连接红外光源2，红外光源2与光声池6的光源入射口8相对，光声池6内部设置谐振腔11，光声池6两侧设置与谐振腔11相通的圆形孔7，两侧的圆形孔7内安装微音器12，微音器12通过锁相放大电路13连接单片机3，单片机3连接显示屏，光声池6上端设置与谐振腔11相通的进气口 15和出气口 16。所述的光声池6 —端设置入射镜14，入射镜14设置在光源入射口 8处，另一端设置反射镜18，入射镜14和反射镜18通过压环10固定在光声池6的两端，入射镜14和反射镜18之间形成谐振腔18，谐振腔11两端设置缓冲室17。其中，红外光源2采用红外灯丝，红外光源2前端设置滤光片9，微音器12采用硅微传声器，单片机3采用PIC16C74单片机，电源5采用磷酸铁锂电池，壳体I采用ABS树脂。基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测方法，包括以下步骤:(I)待检测气体通过光声池6的进气口 15进入到光声池6的谐振腔11内；(2)打开电源5，单片机3及其附属电路，功率开关管4，红外光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光声光谱技术的SF6气体分解产物检测装置，包括壳体（1），壳体（1）内部设置单片机（3）及其附属电路，单片机（3）及其附属电路连接电源（5），其特征在于：单片机（3）通过功率开关管（4）连接红外光源（2），红外光源（2）与光声池（6）的光源入射口（8）相对，光声池（6）内部设置谐振腔（11），光声池（6）两侧设置与谐振腔（11）相通的圆形孔（7），两侧的圆形孔（7）内安装微音器（12），微音器（12）通过锁相放大电路（13）连接单片机（3），单片机（3）连接显示屏，光声池（6）上端设置与谐振腔（11）相通的进气口（15）和出气口（16）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵利，岳增伟，阎炳水，耿宁，徐天锡，杨静，李天，林英，崔川，季素云，孙学锋，李志刚，张涛，高鹏，王毅，王晔，王世儒，孙立新，王建民，张杰，乔恒，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司淄博供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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