一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置和方法，包括依次连通的进气口、电磁阀、可调谐激光传感器气室、紫外传感器气室、红外传感器气室一、红外传感器气室二和三通电磁阀，三通电磁阀一出口通过真空泵连接到三通电磁阀另一出口，三通电磁阀另一出口依次连接到流量传感器和尾气收集装置。本发明专利技术能够实现六氟化硫气体中分解物、水分和纯度的快速检测，气量消耗少，操作简单，检测成本降低，有效解决了现有技术针对SF6气体中的分解物、水分和纯度检测采用分开方式进行存在的检测时间久，消耗气量大，操作繁琐，检测成本高等问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置和方法


[0001]本专利技术属于SF6气体光学检测设备
，具体涉及一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置和方法。

技术介绍

[0002]针对SF6气体中的分解物、水分和纯度检测现有技术均比较成熟，但是现有技术中主要是采用单独的设备分开进行检测，采用这样的方式存在检测时间久，消耗气量大，操纵繁琐，检测成本高等问题。。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置和方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0004]本专利技术采取的技术方案为：一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置，包括依次连通的进气口、电磁阀、可调谐激光传感器气室、紫外传感器气室、红外传感器气室一、红外传感器气室二和三通电磁阀，三通电磁阀一出口通过真空泵连接到三通电磁阀另一出口，三通电磁阀另一出口依次连接到流量传感器和尾气收集装置。
[0005]优选的，上述尾气收集装置采用尾气袋或尾气瓶。
[0006]优选的，上述进气口为自封式快插接口。
[0007]优选的，上述进气口连接到SF6电气设备充放气口或钢瓶气口，SF6电气设备充放气口或钢瓶气口处连接有减压阀。
[0008]优选的，上述可调谐激光传感器气室、紫外传感器气室、红外传感器气室一、红外传感器气室二和流量传感器连接到控制器的信号接收端，电磁阀、三通电磁阀和真空泵连接到控制器的控制端，控制器还连接有人机交互界面。
[0009]一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置的操作方法包括以下步骤：
[0010](1)点击装置面板上开始按钮，通电，装置自动开始预热，主面板上紫外传感器和红外传感器显示至400C时提示预热完毕，装置进入可以开始测量阶段；
[0011](2)装置进气口为自封式快插接口，SF6电气设备充(放)气口或钢瓶气口处接减压阀，减压至1.2个大气压，聚四氟乙烯管连接带针型阀的快插接头，针型阀调节流量，快插接头进入顶开自封式接口，装置进气口通道打开，气体流入装置内部管路，点击液晶面板上开始测量按钮，开始自动控制测量过程；
[0012](3)装置中三通电磁阀控制真空泵与A路接通，B路与尾气通道断开，启动真空泵，抽取气路中残余气体，抽真空时间5s，抽至20KPa，尾气排入尾气袋或尾气瓶，停止抽真空；
[0013](4)三通电磁阀断开真空泵与A路连接，A路封闭，三通电磁阀切换使得B路与尾气通道连通，电磁阀打开，气体进入传感器气室，首先流经可调谐激光传感器气室测量水分，再流过紫外传感器气室测量分解物SO2和H2S，再流过红外传感器气室一测量CO的气室，最后流过红外传感器气室二测量SF6纯度的气室，气体经B路流入尾气通道，用SF6气体置换管路
中气体；
[0014](5)再次控制真空泵与A路接通，B路与尾气通道断开，重复操作第3和第4步，重复3次，置换气体完毕，开始正式测量，控制程序自动过滤前3次测试数据，测试第4次和第5次平均值为最终测试数据，流量控制在500mL
‑
800mL；
[0015](6)测试完毕后在液晶面板上自动显示、保存、记录测得的SF6纯度(％)、分解物(μL/L)和水分(μL/L)数据；
[0016](7)测试完毕后拆下进气接头和出气接头以及尾气袋或尾气瓶，装置进出气口再次自封，与空气隔绝；
[0017](8)如测试到故障设备气体，在测试完毕后需使用SF6纯气反复清洗置换气体，避免高浓度腐蚀性气体残留在装置通道内损伤元器件内壁。
[0018]步骤(4)中测定SF6设备中水分的标定和验证方法，该方法为：对TDLAS微水传感器进行湿度标定时，通入标准水分含量，测量标幺值；所述标幺值指TDLAS微水检测传感器测量不同湿度时获得的二次谐波电压值与光功率电压值的比值，对标幺值和湿度值进行线性拟合，形成标准曲线，采用标幺值标定湿度。
[0019]在标定时，所述通入标准水分含量测量标幺值的方法为：依次调整湿度发生装置发生的冷凝温度，共17个不同的湿度的标准水分含量，TDLAS微水检测装置测得的二次谐波值与光功率电压值的比值即标幺值，将标幺值与湿度值对应，具体数据见下表1：
[0020]表1
[0021][0022][0023]对测量获得标幺值和湿度进行线性拟合；湿度发生装置吹扫到1.2μL/L，最终湿度稳定值TDLAS微水检测装置测得二次谐波值与光功率电压值的比值为208.21，记为零点值，标幺值和湿度值线性拟合公式为
[0024]y＝0.5557x
‑
114.51
[0025]其中x为TDLAS微水检测装置测试得到的标幺值，y为标准湿度值；将标幺值和湿度值线性拟合公式写入TDLAS微水检测装置程序通过TDLAS微水检测装置直接测得水分含量，再次通入标准浓度的微量水分，对标准水分含量和测量获得的水分含量进行拟合，拟合反复进行，直至拟合优度达到0.9999，建立标准湿度和测量湿度值线性拟合公式，所述标准湿度和测量湿度值线性拟合公式为
[0026]y＝1.0067x
‑
1.1324
[0027]式中：x为TDLAS微水检测装置测试得到的湿度值，y为标准湿度值；拟合优度R2为0.9999。
[0028]步骤(4)中测量CO含量非分散红外吸收光谱标定方法，该方法包括以下步骤：
[0029]步骤1、在传感器检测端前方安装一个分析气体吸收波长的滤光片；
[0030]步骤2、红外光源经过GFC信号调制后得到参考光束和测量光束先后进入第三气体吸收池；
[0031]步骤3、参考光束和测量光束先后被第三气体吸收池里面的标准气体吸收后，再经过滤光片被红外探测器接收；
[0032]步骤4、通过红外探测器接收的参考信号和测量信号得到参考信号和测量信号的差值电压；
[0033]步骤5、通过标准气体的浓度和差值电压完成CO红外标定。
[0034]步骤5所述CO红外标定的方法为：
[0035]CO浓度信号和差值电压ΔU有关，其中ΔU＝V0‑
V1；V0为测量信号的电压信号；V1为参考信号的电压信号；首先通入不同浓度的CO标准气体，测量出对应的ΔU，具体见下表
[0036]电压差ΔU(mV)SF6为底气的CO标准浓度值(μL/L)1.33048.11071.61595.12014030234504701007031509372001408300187440023455002809600374580046811000
[0037]通过上表可以看出，CO红外吸收的电压信号与浓度信号线性关系为：
[0038]y＝0.2136x
‑
0.2845
[0039]用该线性公式进行浓度计算，建立标定线性曲线；x为电压差ΔU,y为CO气体浓度；
[0040]它还包括：步骤6、通过标定结果进行浓度反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置，其特征在于：包括依次连通的进气口、电磁阀、可调谐激光传感器气室、紫外传感器气室、红外传感器气室一、红外传感器气室二和三通电磁阀，三通电磁阀一出口通过真空泵连接到三通电磁阀另一出口，三通电磁阀另一出口依次连接到流量传感器和尾气收集装置。2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置，其特征在于：进气口连接到SF6电气设备充放气口或钢瓶气口，SF6电气设备充放气口或钢瓶气口处连接有减压阀。3.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置，其特征在于：可调谐激光传感器气室、紫外传感器气室、红外传感器气室一、红外传感器气室二和流量传感器连接到控制器的信号接收端，电磁阀、三通电磁阀和真空泵连接到控制器的控制端。4.根据权利要求1
‑
5任一所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置的操作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)点击人机交互界面面板上开始按钮，通电，自动开始预热，主面板上紫外传感器和红外传感器显示至400C时提示预热完毕，进入开始测量阶段；(2)进气口为自封式快插接口，SF6电气设备充/放气口或钢瓶气口处接减压阀，减压至1.2个大气压，聚四氟乙烯管连接带针型阀的快插接头，快插接头进入顶开自封式接口，进气口通道打开，气体流入装置内部管路，点击液晶面板上开始测量按钮，开始自动控制测量过程；(3)三通电磁阀控制真空泵与A路接通，B路与尾气通道断开，启动真空泵，抽取气路中残余气体，抽真空时间5s，抽至20KPa，尾气排入尾气袋或尾气瓶，停止抽真空；(4)三通电磁阀断开真空泵与A路连接，A路封闭，三通电磁阀切换使得B路与尾气通道连通，电磁阀打开，气体进入传感器气室，首先流经可调谐激光传感器气室测量水分，再流过紫外传感器气室测量分解物SO2和H2S，再流过红外传感器气室一测量CO的气室，最后流过红外传感器气室二测量SF6纯度的气室，气体经B路流入尾气通道，用SF6气体置换管路中气体；(5)再次控制真空泵与A路接通，B路与尾气通道断开，重复操作第3和第4步，重复3次，置换气体完毕，开始正式测量，控制程序自动过滤前3次测试数据，测试第4次和第5次的平均值为最终测试数据，流量控制在500mL
‑
800mL；(6)测试完毕后在液晶面板上自动显示、保存、记录测得的SF6纯度、分解物和水分数据；(7)测试完毕后拆下进气接头和出气接头以及尾气袋或尾气瓶，装置进出气口再次自封。5.根据权利要求4所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置的操作方法，其特征在于：还包括步骤(8)，如测试到故障设备气体，在测试完毕后需使用SF6纯气反复清洗置换气体。6.根据权利要求4所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置的操作方法，其特征在于：步骤(4)中测定SF6设备中水分的标定和验证方法，该方法为：对TDLAS微水传感器进行湿度标定时，通入标准水分含量，测量标幺值；所述标幺值指TDLAS微水检测传感器测量不同湿度时获得的二次谐波电压值与光功率电压值的比值，对标幺值和湿度值进
行线性拟合，形成标准曲线，采用标幺值标定湿度。7.根据权利要求6所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置的操作方法，其特征在于：在标定时，所述通入标准水分含量测量标幺值的方法为：依次调整湿度发生装置发生的冷凝温度，共17个不同的湿度的标准水分含量，TDLAS微水检测装置测得的二次谐波值与光功率电压值的比值即标幺值，将标幺值与湿度值对应，具体数据见下表1：表1对测量获得标幺值和湿度进行线性拟合；湿度发生装置吹扫到1.2μL/L，最终湿度稳定值TDLAS微水检测装置测得二次谐波值与光功率电压值的比值为208.21，记为零点值，标幺值和湿度值线性拟合公式为y＝0.5557x
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114.51其中x为TDLAS微水检测装置测试得到的标幺值，y为标准湿度值；将标幺值和湿度值线性拟合公式写入TDLAS微水检测装置程序通过TDLAS微水检测装置直接测得水分含量，再次通入标准浓度的微量水分，对标准水分含量和测量获得的水分含量进行拟合，拟合反复进行，直至拟合优度达到0.9999，建立标准湿度和测量湿度值线性拟合公式，所述标准湿度和测量湿度值线性拟合公式为y＝1.0067x
‑
1.1324式中：x为TDLAS微水检测装置测试得到的湿度值，y为标准湿度值；拟合优度R2为0.9999。8.根据权利要求4所述的一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置的操作方法，其特征在于：步骤(4)中测量CO含量非分散红外吸收光谱标定方法，该方法包括以下步骤：步骤1、在传感器检测端前方安装一个分析气体吸收波长的滤光片；步骤2、红外光源经过GFC信号调制后得到参考光束和测量光束先后进入第三气体吸收
池；步骤3、参考光束和测量光束先后被第三气体吸收池里面的标准气体吸收后，再经过滤光片被红外探测器接收；步骤4、通过红外探测器接收的参考信号和测量信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英，王明伟，余鹏程，牧灝，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：