一种GIS分解气体的检测装置制造方法及图纸

本申请提供了一种GIS分解气体的检测装置，包括：激光器、光束校准单元、滤波单元、近心双向多通道腔和光谱采集单元。其中，激光器发射激光至光束校准单元；光束校准单元对接收的激光校准质量并发送至滤波单元；滤波单元对接收的激光进行滤除处理，并发送至近心双向多通道腔；近心双向多通道腔可充入GIS分解气体，且近心双向多通道腔接收滤波单元发送的激光以使激光照射GIS分解气体，得到拉曼散射光，以及将拉曼散射光发送至滤波单元；滤波单元将拉曼散射光发送至光谱采集单元；光谱采集单元对拉曼散射光进行滤除处理，以获取斯托克斯拉曼散射光，并对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。本申请可以对GIS分解气体进行高灵敏度的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种GIS分解气体的检测装置
本申请涉及电气设备故障检测
，尤其涉及一种GIS分解气体的检测装置。
技术介绍
运行SF6绝缘组合电器(GIS)在电、热、环境等多种因素作用下会发生分解并产生各种反映故障性质和绝缘性能的气体，例如二氧化硫、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳等，这些气体均匀分布在GIS中，统称为GIS分解气体。通过对GIS分解气体进行分析可以有效地判断GIS早期潜伏性故障，通过准确检测分解气体浓度可以对GIS故障类型做出判断。因此准确检测GIS微量故障特征气体对确保大型电力设备安全可靠运行具有非常重要的意义。现有的GIS分解气体检测方法一般为化学方法和光学方法，化学方法中气相色谱法价格昂贵且检测时间较长，检测管法检测精度低。半导体传感器法对气体选择性差，存在交叉敏感。光学方法中红外吸收光谱法和光声光谱法无法在高浓度背景下实现高灵敏多组分测量，不同气体需要不同的激光光源，导致检测效果较差。因此现有技术在检测GIS分解气体时的检测效果差。
技术实现思路
本申请提供了一种GIS分解气体的检测装置，以解决现有技术存在的问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请提供了一种GIS分解气体的检测装置，包括：激光器、光束校准单元、滤波单元、近心双向多通道腔和光谱采集单元；所述激光器被配置为发射激光至所述光束校准单元；所述光束校准单元与所述激光器相连接，被配置为对接收的激光校准质量并发送至所述滤波单元；所述滤波单元与所述光束校准单元相连接，被配置为对接收的激光进行滤除处理，并发送至所述近心双向多通道腔；所述近心双向多通道腔可充入GIS分解气体，且所述近心双向多通道腔与所述滤波单元相连接，被配置为接收滤波单元发送的激光以使激光照射GIS分解气体，得到拉曼散射光，以及将拉曼散射光发送至所述滤波单元；所述滤波单元进一步被配置为将拉曼散射光发送至所述光谱采集单元；所述光谱采集单元与所述滤波单元相连接，被配置为对拉曼散射光进行滤除处理，以获取斯托克斯拉曼散射光，并对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。可选的，所述激光器采用443nm半导体激光器，用于产生单模激光。可选的，所述光束校准单元包括准直镜和体布拉格光栅；所述准直镜与激光器连接，用于滤除慢轴上的激光，并将快轴上的激光反射到体布拉格光栅；所述体布拉格光栅用于选择预设带宽的激光。可选的，所述滤波单元包括依次连接的第一带宽滤波镜、第一聚焦透镜和第二带宽滤波镜；且所述第一带宽滤波镜、所述第一聚焦透镜和所述第二带宽滤波镜在水平方向上呈一条直线；所述第一带宽滤波镜与所述体布拉格光栅连接，用于消除荧光以及滤除预设带宽以外的激光；所述第一聚焦透镜的焦距为25cm，用于对预设带宽的激光进行聚焦并发送至所述第二带宽滤波镜；所述第二带宽滤波镜与水平方向呈45度倾斜角，用于将预设带宽的激光发送至所述近心双向多通道腔，以及反射拉曼散射光至所述光谱采集单元。可选的，所述光谱采集单元包括依次连接的高通滤镜、第二聚焦透镜、光谱仪和电荷耦合器件CCD；且第二带宽滤波镜、所述高通滤镜、所述第二聚焦透镜和所述光谱仪呈一条直线；所述高通滤镜与第二带宽滤波镜连接，用于滤除拉曼散射光中的瑞利散射光和反斯托克斯拉曼散射光，以获取斯托克斯拉曼散射光；所述第二聚焦透镜的焦距为15cm，用于对斯托克斯拉曼散射光进行聚焦并发送至所述光谱仪和所述电荷耦合器件CCD；所述光谱仪和所述电荷耦合器件CCD用于对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。可选的，所述近心双向多通道腔包括两个相同的凹球面反射镜；且所述凹球面反射镜的曲率半径为50mm，焦距为25.4mm。可选的，所述第一带宽滤波镜的中心波长为438nm；所述第二带宽滤波镜的中心波长为445nm；所述高通滤镜的中心波长为448nm。可选的，所述电荷耦合器件CCD的曝光时间为5s和100s。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供了一种GIS分解气体的检测装置，包括：激光器、光束校准单元、滤波单元、近心双向多通道腔和光谱采集单元；激光器被配置为发射激光至光束校准单元；光束校准单元与激光器相连接，被配置为对接收的激光校准质量并发送至滤波单元；滤波单元与光束校准单元相连接，被配置为对接收的激光进行滤除处理，并发送至近心双向多通道腔；近心双向多通道腔可充入GIS分解气体，且近心双向多通道腔与滤波单元相连接，被配置为接收滤波单元发送的激光以使激光照射GIS分解气体，得到拉曼散射光，以及将拉曼散射光发送至滤波单元；滤波单元进一步被配置为将拉曼散射光发送至光谱采集单元；光谱采集单元与滤波单元相连接，被配置为对拉曼散射光进行滤除处理，以获取斯托克斯拉曼散射光，并对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。本申请利用单一波长激光来同时激发出多种混合光的拉曼光谱信号，可以实现GIS分解气体的高灵敏度检测。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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的GIS分解气体的检测装置的整体示意图；图2为本申请实施例提供的GIS分解气体的检测装置的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。参见图1，为本申请实施例提供的GIS分解气体的检测装置的整体示意图。如图1所示，该装置包括：激光器、光束校准单元、滤波单元、近心双向多通道腔和光谱采集单元。其中，激光器被配置为发射激光至光束校准单元。光束校准单元与激光器相连接。光束校准单元具体被配置为对接收的激光校准质量并发送至滤波单元。滤波单元与光束校准单元相连接。滤波单元具体被配置为对接收的激光进行滤除处理，并发送至近心双向多通道腔。近心双向多通道腔可充入GIS分解气体，且近心双向多通道腔与滤波单元相连接。近心双向多通道腔具体被配置为接收滤波单元发送的激光以使激光照射GIS分解气体，得到拉曼散射光。还被配置为将拉曼散射光发送至滤波单元。滤波单元进一步被配置为将拉曼散射光发送至光谱采集单元。光谱采集单元与滤波单元相连接。光谱采集单元具体被配置为对拉曼散射光进行滤除处理，以获取斯托克斯拉曼散射光，并对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。在一些实施例中，激光器具体采用443nm半导体激光器，可用于产生单模激光。这种短波长激光器的使用可以进一步提高气体的拉曼散射面积，进而实现拉曼散射信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GIS分解气体的检测装置，其特征在于，所述装置包括：激光器、光束校准单元、滤波单元、近心双向多通道腔和光谱采集单元；/n所述激光器被配置为发射激光至所述光束校准单元；/n所述光束校准单元与所述激光器相连接，被配置为对接收的激光校准质量并发送至所述滤波单元；/n所述滤波单元与所述光束校准单元相连接，被配置为对接收的激光进行滤除处理，并发送至所述近心双向多通道腔；/n所述近心双向多通道腔可充入GIS分解气体，且所述近心双向多通道腔与所述滤波单元相连接，被配置为接收滤波单元发送的激光以使激光照射GIS分解气体，得到拉曼散射光，以及将拉曼散射光发送至所述滤波单元；/n所述滤波单元进一步被配置为将拉曼散射光发送至所述光谱采集单元；/n所述光谱采集单元与所述滤波单元相连接，被配置为对拉曼散射光进行滤除处理，以获取斯托克斯拉曼散射光，并对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种GIS分解气体的检测装置，其特征在于，所述装置包括：激光器、光束校准单元、滤波单元、近心双向多通道腔和光谱采集单元；
所述激光器被配置为发射激光至所述光束校准单元；
所述光束校准单元与所述激光器相连接，被配置为对接收的激光校准质量并发送至所述滤波单元；
所述滤波单元与所述光束校准单元相连接，被配置为对接收的激光进行滤除处理，并发送至所述近心双向多通道腔；
所述近心双向多通道腔可充入GIS分解气体，且所述近心双向多通道腔与所述滤波单元相连接，被配置为接收滤波单元发送的激光以使激光照射GIS分解气体，得到拉曼散射光，以及将拉曼散射光发送至所述滤波单元；
所述滤波单元进一步被配置为将拉曼散射光发送至所述光谱采集单元；
所述光谱采集单元与所述滤波单元相连接，被配置为对拉曼散射光进行滤除处理，以获取斯托克斯拉曼散射光，并对斯托克斯拉曼散射光进行检测分析。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述激光器采用443nm半导体激光器，用于产生单模激光。


3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光束校准单元包括准直镜和体布拉格光栅；
所述准直镜与激光器连接，用于滤除慢轴上的激光，并将快轴上的激光反射到体布拉格光栅；
所述体布拉格光栅用于选择预设带宽的激光。


4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述滤波单元包括依次连接的第一带宽滤波镜、第一聚焦透镜和第二带宽滤波镜；且所述第一带宽滤波镜、所述第一聚焦透镜和所述第二带宽滤波镜在水平方向上呈一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩州，胡锦，钱国超，彭庆军，邹德旭，王建新，陈伟根，邹阅培，周峰，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，云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：发明
国别省市：云南;53