一种变压器油中气体检测装置制造方法及图纸

本申请提供的一种变压器油中气体检测装置，包括：差分亥姆霍兹谐振器、激光源单元、光声信号探测单元；激光源单元包括两个可调谐激光器和两个带孔毛玻璃；带孔毛玻璃位于可调谐激光器与差分亥姆霍兹谐振器之间；光声信号探测单元包括两个驻极体麦克风、锁相放大器和示波器；两个驻极体麦克风探测到的声信号为异相的，声信号输入锁相放大器进行差分运算放大后输入示波器进行显示。本申请一种变压器油中气体检测装置利用两个可调谐激光器，在无需更换激光器的情况下就可检测吸收效应在不同波段的气体，每个激光器对应产生一个光声信号，将两个光声信号做差分，能消除噪声增强信号，实现检测的高灵敏度和极好的抗交叉干扰性。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器油中气体检测装置
本申请涉及电气领域
，尤其涉及一种变压器油中气体检测装置。
技术介绍
对于变压器油中溶解气体的检测，现有故障特征气体在线监测装置主要由油气分离器及油中脱出的故障特征气体传感检测器两大部分组成。分析表明：内部传感检测器存在的气体交叉干扰、易老化、稳定性差等问题是造成目前故障特征气体在线监测装置分析误差大、多误判和漏判的主要原因。现有故障特征气体传感分析方法主要有：气相色谱法、质谱法、半导体(碳纳米管)气敏传感器、固态微桥式检测器。气相色谱法是微量故障特征气体分析最常用的检测方法，可实现准确测量。但色谱柱易老化，不利于长期检测。质谱法具有高效、准确检测的特点，但需结合色谱柱才能实现混合气体的有效检测；半导体(碳纳米管)气敏传感器及固态微桥式检测器灵敏度高，但存在混合气体交叉敏感问题且易老化、稳定性低，其检测准确度也有待提高。
技术实现思路
为了解决目前变压器油中溶解气体检测装置存在的气体交叉干扰、易老化、稳定性差等技术问题，提出了一种基于差分亥姆霍兹共振增强光声光谱的变压器油中溶解气体检测装置，用两个可调谐激光器，实现不同波段范围的气体吸收效应检测，满足多种气体的检测需求，两个激光器的波长都可以独立调整。使用该装置，可以实现变压器油中溶解气体的无损高灵敏度检测，解决了不同气体间的交叉干扰的问题，并且提高了检测的稳定性。本申请一种变压器油中气体检测装置，包括：差分亥姆霍兹谐振器、激光源单元、光声信号探测单元；所述激光源单元包括一号可调谐激光器、二号可调谐激光器、一号带孔毛玻璃以及二号带孔毛玻璃；所述一号带孔毛玻璃位于所述一号可调谐激光器与所述差分亥姆霍兹谐振器之间；所述二号带孔毛玻璃位于所述二号可调谐激光器与所述差分亥姆霍兹谐振器之间；光声信号探测单元包括两个驻极体麦克风、锁相放大器和示波器；所述两个驻极体麦克风与所述锁相放大器、所述示波器连接；所述两个驻极体麦克风探测到的声信号为异相的，所述声信号输入所述锁相放大器进行差分运算放大后输入所述示波器进行显示。可选的，所述一号可调谐激光器与所述二号可调谐激光器的波段不同，可检测光声效应处于不同波段的不同种类气体；所述一号可调谐激光器、二号可调谐激光器均被脉冲调制，调制频率设置为与所述差分亥姆霍兹谐振器的共振频率匹配。可选的，所述差分亥姆霍兹谐振器包括两个相同的由玻璃制成的圆柱形隔室、两个相同的毛细玻璃管、两个相同的套管式通气口、两个相同的三通阀、四个相同的玻璃窗口镜以及两个相同的反射镜；所述差分亥姆霍兹谐振器呈对称机构；两个所述隔室平行放置，所述玻璃窗口镜设置在所述隔室的两端，所述玻璃窗口镜设置在所述隔室的两端；所述玻璃窗口镜可让激光通过，所述玻璃窗口镜倾斜放置，以避免向激光器直接反射；两个所述隔室通过两个毛细玻璃管连接；所述三通阀设置在所述毛细玻璃管的中间；所述三通阀设置在所述毛细玻璃管的中间；所述套管式通气口与所述三通阀连接，所述套管式通气口与所述三通阀连接；所述一号可调谐激光器和所述一号带孔毛玻璃放置在所述隔室设置所述玻璃窗口镜的一侧；所述反射镜倾斜放置在所述隔室设置所述玻璃窗口镜的一侧；所述二号可调谐激光器和所述二号带孔毛玻璃放置在所述隔室设置所述玻璃窗口镜的一侧；所述反射镜倾斜放置在所述隔室设置所述玻璃窗口镜的一侧；可选的，两个所述毛细玻璃管的长度与两个所述隔室相同；两个所述隔室之间的直线距离与两个所述毛细玻璃管的长度相同，两个所述毛细玻璃管与两个所述隔室垂直。可选的，所述一号可调谐激光器、一号带孔毛玻璃、所述隔室、所述玻璃窗口镜以及反射镜依次放置，且各部件几何中心设置在同一条直线上；自所述一号可调谐激光器发射的激光可通过所述一号带孔毛玻璃中心的小孔向前沿所述隔室、所述玻璃窗口镜以及反射镜的几何中心传播；所述二号可调谐激光器、二号带孔毛玻璃、所述隔室、所述玻璃窗口镜以及反射镜依次放置，且各部件几何中心设置在同一条直线上；自所述二号可调谐激光器发射的激光可通过所述二号带孔毛玻璃中心的小孔向前沿所述隔室、所述玻璃窗口镜以及反射镜的几何中心传播。可选的，两个所述驻极体麦克风分别设置在两个所述隔室的中间位置。由以上技术方案可知，本申请提供的一种变压器油中气体检测装置，包括：差分亥姆霍兹谐振器、激光源单元、光声信号探测单元；激光源单元包括一号可调谐激光器、二号可调谐激光器、一号带孔毛玻璃以及二号带孔毛玻璃；一号带孔毛玻璃位于一号可调谐激光器与差分亥姆霍兹谐振器之间；二号带孔毛玻璃位于二号可调谐激光器与差分亥姆霍兹谐振器之间；光声信号探测单元包括两个驻极体麦克风、锁相放大器和示波器；两个驻极体麦克风与锁相放大器、所述示波器连接；两个驻极体麦克风探测到的声信号为异相的，声信号输入锁相放大器进行差分运算放大后输入示波器进行显示。本申请一种变压器油中气体检测装置利用两个可调谐激光器，在无需更换激光器的情况下就可检测吸收效应在不同波段的气体。可用于检测CO，CO2，O2，N2等多种痕量气体。且每一个激光器对应产生一个光声信号，通过使用两个麦克风分别检测这两个光声信号并做差分，达到消除噪声与增强信号的作用，实现高灵敏度的痕量气体检测。由于不同气体发生吸收效应的波长不一样，因此该装置可以实现极高的选择性，且具有极好的抗交叉干扰性。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一种变压器油中气体检测装置结构示意图；图2为本申请一种变压器油中气体检测装置O2检测结果图；图3为本申请一种变压器油中气体检测装置CO2检测结果。具体实施方式下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。光声光谱气体检测技术基于气体的吸收效应，激光与待测气体之间发生吸收效应会产生的声压，我们将此称为光声效应，通过声压的大小，可以表征气体浓度，本方案涉及基于差分亥姆霍兹谐振腔增强光声光谱技术。以下将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述；优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。参见图1，为本申请一种变压器油中气体检测装置结构示意图；如图1所示，本装置包括三个部分：差分亥姆霍兹谐振器、激光源单元、光声信号探测单元。激光源单元包括：一号可调谐激光器1、二号可调谐激光器20、一号带孔毛玻璃2、二号带孔毛玻璃19；一号可调谐激光器1为红色光波段的分布式反馈二极管激光器，在本实例中被调节到760nm附近，用于检测O2，二号可调谐激光器20为近红外波段的分布式反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器油中气体检测装置，其特征在于，包括差分亥姆霍兹谐振器、激光源单元、光声信号探测单元；/n所述激光源单元包括一号可调谐激光器(1)、二号可调谐激光器(20)、一号带孔毛玻璃(2)以及二号带孔毛玻璃(19)；/n所述一号带孔毛玻璃(2)位于所述一号可调谐激光器(1)与所述差分亥姆霍兹谐振器之间；所述二号带孔毛玻璃(19)位于所述二号可调谐激光器(20)与所述差分亥姆霍兹谐振器之间；/n光声信号探测单元包括两个驻极体麦克风(5、17)、锁相放大器(21)和示波器(22)；/n所述两个驻极体麦克风(5、17)与所述锁相放大器(21)、所述示波器(22)连接；所述两个驻极体麦克风(5、17)探测到的声信号为异相的，所述声信号输入所述锁相放大器(21)进行差分运算放大后输入所述示波器(22)进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种变压器油中气体检测装置，其特征在于，包括差分亥姆霍兹谐振器、激光源单元、光声信号探测单元；
所述激光源单元包括一号可调谐激光器(1)、二号可调谐激光器(20)、一号带孔毛玻璃(2)以及二号带孔毛玻璃(19)；
所述一号带孔毛玻璃(2)位于所述一号可调谐激光器(1)与所述差分亥姆霍兹谐振器之间；所述二号带孔毛玻璃(19)位于所述二号可调谐激光器(20)与所述差分亥姆霍兹谐振器之间；
光声信号探测单元包括两个驻极体麦克风(5、17)、锁相放大器(21)和示波器(22)；
所述两个驻极体麦克风(5、17)与所述锁相放大器(21)、所述示波器(22)连接；所述两个驻极体麦克风(5、17)探测到的声信号为异相的，所述声信号输入所述锁相放大器(21)进行差分运算放大后输入所述示波器(22)进行显示。


2.根据权利要求1所述的一种变压器油中气体检测装置，其特征在于，所述一号可调谐激光器(1)与所述二号可调谐激光器(20)的波段不同，可检测光声效应处于不同波段的不同种类气体；
所述一号可调谐激光器(1)、二号可调谐激光器(20)均被脉冲调制，调制频率设置为与所述差分亥姆霍兹谐振器的共振频率匹配。


3.根据权利要求1或2任一项所述的一种变压器油中气体检测装置，其特征在于，所述差分亥姆霍兹谐振器包括两个相同的由玻璃制成的圆柱形隔室(4、16)、两个相同的毛细玻璃管(8、11)、两个相同的套管式通气口(9、13)、两个相同的三通阀(10、12)、四个相同的玻璃窗口镜(3、6、15、18)以及两个相同的反射镜(7、14)；
所述差分亥姆霍兹谐振器呈对称机构；两个所述隔室(4、16)平行放置，所述玻璃窗口镜(3、6)设置在所述隔室(4)的两端，所述玻璃窗口镜(15、18)设置在所述隔室(16)的两端；所述玻璃窗口镜(3、6、15、18)可让激光通过，所述玻璃窗口镜(3、6、15、18)倾斜放置，以避免向激光器直接反射；
两个所述隔室(4、16)通过两个毛细玻璃管(8、11)连接；
所述三通阀(10)设置在所述毛细玻璃管(8)的中间；所述三通阀(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩州，钱国超，王建新，陈伟根，彭庆军，周峰，胡锦，王品一，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53