一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，包括紫外光源，产生紫外光；准直模块，将紫外光传输并准直后射入第一气体池、第二气体池和第三气体池；第一气体池、第二气体池和第三气体池内部设有反射镜，且接入SF6分解组分气体，通过反射镜将池内紫外光多次反射，反射过程中，池中的SF6分解组分气体吸收相应的紫外光谱，引起出射紫外光光谱的变化；聚焦模块，将气体池出射的紫外光进行聚焦后传输至光谱仪；光谱仪，将接收的紫外光信号转换为电信号并放大；处理模块，分析光谱仪输出的电信号，得到SF6分解组分气体的浓度信息。本发明专利技术便于控制，能够实现测量的同时性并保证其准确性，经济成本低廉，极具发展潜力。极具发展潜力。极具发展潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置


[0001]本专利技术属于气体检测
，涉及一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置。

技术介绍

[0002]SF6气体具有优良的绝缘和灭弧性能，已被广泛地应用于气体绝缘设备中。然而，SF6气体绝缘设备在制造、运输、安装、检修和运行等过程中，内部不可避免地会出现各种绝缘缺陷，进而产生局部放电(PD)。
[0003]当SF6设备中发生PD时，在电场能作用下，SF6气体会发生分解反应，生成如SO2和CS2等气体。因此，可以通过检测SF6发生PD时分解组分及其含量变化规律来对SF6设备进行绝缘监测和故障诊断。
[0004]紫外光谱法具有高灵敏度、高分辨率、检测速度快、装置成本低廉、便于集成等优点，且能够满足现场复杂的检测要求等优点，十分适用于SF6设备的带电检测。
[0005]但是，由于实际现场测试环境复杂以及储存SF6气体的电力设备发生故障时不同部位产生的分解组分气体的种类和含量不同，能够做到监测同时性，精确性是十分往往是技术的难题。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中的不足，本申请提供一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置。
[0007]为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，包括紫外光源、准直模块、第一气体池、第二气体池、第三气体池、聚焦模块、光谱仪和处理模块；
[0009]所述紫外光源，用于产生检测用紫外光；
[0010]所述准直模块，用于将紫外光传输并准直后射入第一气体池、第二气体池和第三气体池；
[0011]所述第一气体池、第二气体池和第三气体池内部均设有反射镜，且均接入SF6分解组分气体，用于通过反射镜将池内紫外光多次反射，反射过程中，池中的SF6分解组分气体吸收相应的紫外光谱，引起出射紫外光光谱的变化；
[0012]所述聚焦模块，用于分别将第一气体池、第二气体池和第三气体池出射的紫外光进行聚焦后传输至光谱仪；
[0013]所述光谱仪，用于将接收的紫外光信号转换为电信号并放大；
[0014]所述处理模块，用于分析光谱仪输出的电信号，基于比尔郎伯定律，得到SF6分解组分气体的浓度信息。
[0015]本专利技术进一步包括以下优选方案：
[0016]优选地，所述紫外光源采用氘灯光源，所产生检测用紫外光的波长与检测气体的
种类相对应。
[0017]优选地，所述准直模块包括光纤和三个准直镜；
[0018]所述准直镜分别设于第一气体池、第二气体池和第三气体池的进光口；
[0019]所述光纤，用于将紫外光源产生的检测用紫外光分别传输至三个准直镜；
[0020]所述准直镜将接收的紫外光准直后输入至其相应的气体池。
[0021]优选地，所述准直镜为SMA905准直镜。
[0022]优选地，所述第一气体池、第二气体池和第三气体池采用相同结构，且其内部的反射镜安装位置和数量、尺寸比例均相等。
[0023]优选地，所述聚焦模块包括三个聚焦镜和光纤；
[0024]所述三个聚焦镜分别设于第一气体池、第二气体池和第三气体池的出光口，用于将相应出光口射出的紫外光聚焦；
[0025]所述光纤，用于将聚焦镜聚焦后的紫外光传输至光谱仪。
[0026]优选地，所述聚焦镜为SMA905聚焦镜。
[0027]优选地，所述处理模块中，分析光谱仪输出的电信号，分别得到第一气体池、第二气体池和第三气体池中紫外光被吸收的光谱；
[0028]根据比尔郎伯定律，结合第一气体池、第二气体池和第三气体池中的光程，得到相应的待测气体浓度，将得到的待测气体浓度加权平均，输出最终的待测气体浓度。
[0029]优选地，所述处理模块为计算机，其与光谱仪通过USB数据线连接。
[0030]优选地，所述SF6分解组分气体包括SO2和CS2。
[0031]本申请所达到的有益效果：
[0032]本专利技术基于紫外吸收光谱原理，采用同时测量三气体池的信号值并求其加权均值的方式，在SF6背景气体下检测其分解产物浓度，本专利技术考虑到现场的复杂环境，能够做到监测的同时性和检测的精确性，便于控制，能够实现测量的同时性并保证其准确性，经济成本低廉，极具发展潜力。
附图说明
[0033]图1是一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置结构图；
[0034]其中，附图标记含义为：1
‑
紫外光源、2
‑
光纤、3
‑
第一气体池、4
‑
光谱仪、5
‑
USB数据线、6
‑
计算机、7
‑
准直镜、8
‑
聚焦镜、9
‑
反射镜、10
‑
第二气体池、11
‑
第三气体池。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0036]如图1所示，本专利技术的一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，包括紫外光源1、准直模块、第一气体池3、第二气体池10、第三气体池11、聚焦模块、光谱仪4和处理模块；
[0037]具体实施时，紫外光源1采用市面中尺寸最小的氘灯光源，长
×
宽
×
高尺寸越为103
×
50
×
40(mm)，发光波段为185～400nm，涵盖了检测所需的紫外波段，工作时间寿命不小于4000小时，且光源输出稳定性高，输出的紫外光强误差不大于1.5％CV，非常适用合做
便携式光谱分析仪的紫外光源。
[0038]光谱仪4选用高灵敏度光纤光谱仪，它在紫外波段具有良好的动态响应，可快速准确的反映光学信号的变化情况。光纤光谱仪并有内置的热电制冷器，可有效的降低探测器自身的暗噪声，具有极佳的信噪比；通过改变狭缝尺寸，其光学分辨率最低可调至0.035nm。光纤光谱仪并有内置的热电制冷器，可有效的降低CCD探测器自身的暗噪声，具有极佳的信噪比，其外形尺寸仅为182
×
110
×
47(mm)。
[0039]采用的气体池，采用多次反射的方式，在减小气体池外形尺寸的同时尽量提高气体吸收光程的长度。气体池内部光程长设置为0.8m，为减少紫外光在反射过程中的损耗，在池内的凹面反射镜内侧均镀有高反射率的铝膜，且表面经过耐腐蚀性处理，可适合用于对不同种类气体的测量。
[0040]所述紫外光源1，用于产生检测用紫外光；
[0041]具体实施时，所述紫外光源1所产生检测用紫外光的波长与检测气体的种类相对应。
[0042]例如测SO2和CS2时，应选择能产生光谱为190
‑
400本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，包括紫外光源、准直模块、第一气体池、第二气体池、第三气体池、聚焦模块、光谱仪和处理模块，其特征在于：所述紫外光源，用于产生检测用紫外光；所述准直模块，用于将紫外光传输并准直后射入第一气体池、第二气体池和第三气体池；所述第一气体池、第二气体池和第三气体池内部均设有反射镜，且均接入SF6分解组分气体，用于通过反射镜将池内紫外光多次反射，反射过程中，池中的SF6分解组分气体吸收相应的紫外光谱，引起出射紫外光光谱的变化；所述聚焦模块，用于分别将第一气体池、第二气体池和第三气体池出射的紫外光进行聚焦后传输至光谱仪；所述光谱仪，用于将接收的紫外光信号转换为电信号并放大；所述处理模块，用于分析光谱仪输出的电信号，基于比尔郎伯定律，得到SF6分解组分气体的浓度信息。2.根据权利要求1所述的一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，其特征在于：所述紫外光源采用氘灯光源，所产生检测用紫外光的波长与检测气体的种类相对应。3.根据权利要求1所述的一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，其特征在于：所述准直模块包括光纤和三个准直镜；所述准直镜分别设于第一气体池、第二气体池和第三气体池的进光口；所述光纤，用于将紫外光源产生的检测用紫外光分别传输至三个准直镜；所述准直镜将接收的紫外光准直后输入至其相应的气体池。4.根据权利要求3所述的一种基于紫外吸收光谱的SF6分解组分气体检测装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞超，张正东，甘强，陈轩，杨斌，崔光鲁，关为民，陶加贵，赵科，孙超，李东风，肖焓艳，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：