多光路激光光声光谱油中溶解气体监测装置，包括脱气模块、进油管路、回油管路、传感器模块、检测管路、干燥过滤管路、排空管路、标气输入管路。本实用新型专利技术通过脱气模块、进油管路、回油管路实现了循环回路循环取油、不消耗油、不污染油以及免维护；传感器模块中含7个光声光谱传感单元，完成一次进油脱气，可以同时测量7种气体组分H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO和CO2。后六者，均根据吸收峰的不同选用单一光源的红外激光光源，且各光源调制的波长误差小于0.1nm，这种多光路激光光声光谱分析可以有效避免气体测量中的交叉干扰，解决单光路激光光声光谱分析系统中CH4、C2H6、C2H4和C2H2这几种气体的红外吸收峰在3200nm—3500nm之间交叉干扰严重的问题。扰严重的问题。扰严重的问题。
【技术实现步骤摘要】
多光路激光光声光谱油中溶解气体监测装置
[0001]本技术属于油中溶解气体监测
，具体涉及一种多光路激光光声光谱油中溶解气体监测装置。
技术介绍
[0002]充油变压器、互感器和套管等电力设备在电网中广泛应用。变压器中绝缘油起绝缘和散热作用，设备长时间带电运行，由于绝缘老化造成放电或局部高温，会引起变压器油中的H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2和CO、CO2为特征气体的故障气体产生，这些产生的故障气体会溶解到变压器油中，通过监测变压器油中溶解的故障特征气体的含量及变化趋势，可以监测变压器潜伏性故障，预防变压器灾难性故障发生。其他充油电力设备中油中特征气体的监测也起到同样的预防故障作用。
[0003]现有的监测油中溶解气体的测量方法，分为离线分析和在线分析。离线分析方法是现场从变压器中取油，送到实验室通过油色谱分析；在线分析方法分为在线油色谱和在线光声光谱。在线油色谱是把实验室色谱通过加装自动脱气装置安装到现场，由于色谱分析需要载气，所以现场需要经常更换载气。
[0004]光声光谱测量是基于光声效应进行测量，一定波长的红外光照射到待测气体，待测气体被照射加热膨胀，遮挡时气体不吸收光冷却。通过照射和遮挡，待测气体会产生一个冷热变化，产生压力波，通过检测压力波的变化，可以测量出待测气体的浓度。
[0005]应用光声光谱测量油中溶解的特征气体CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2的文献多见报道，但由于CH4、C2H6、C2H4、C2H2,这几种气体的红外吸收峰在3200nm<br/>‑‑
3500nm之间，所以存在交叉比较严重现象。
[0006]根据吸收峰定制单一光源的激光器，每一种气体检测都采用独立光源，激光红外光源调制的波长误差小于0.1nm，而传统的光声光谱技术中应用的滤光片过滤的红外波长误差大于20nm，再通过多光路激光光声光谱检测技术可以有效避免上述气体测量中的交叉干扰。
技术实现思路
[0007]为了克服现有技术的不足，本技术提供一种多光路激光光声光谱油中溶解气体监测装置，实现油中溶解气体多种组分的在线监测。
[0008]多光路激光光声光谱油中溶解气体监测装置，包括脱气模块、进油管路、回油管路、传感器模块、检测管路、干燥过滤管路、排空管路、标气输入管路；
[0009]脱气模块，包含竖直放置的立柱空腔体，内设运动的活塞，丝杆一端与活塞底部连接，另一端穿过立柱空腔体的底部并与步进电机的驱动端相连接，丝杆与立柱空腔体的中心线重合，立柱空腔体的顶部设有顶盖，顶盖上设有油雾化设备，油雾化设备的喷油口探入顶盖下方，顶盖侧面设有油气出口，立柱空腔体的侧壁环绕设有加热带，加热带外侧罩保温外壳；立柱空腔体的侧壁顶部连通一根进出油管路；
[0010]进油管路，进油管路的一端设进油口，另一端连接油雾化设备的进口，进油管路上串连第一电磁阀、油泵和第四电磁阀；
[0011]回油管路，回油管路的一端设回油口，另一端连通进出油管路，回油管路上串连第二电磁阀、油泵和第三电磁阀，油泵共用在进油管路和回油管路中，油泵采用正反向运转的齿轮泵；
[0012]传感器模块包括多个传感器单元，传感器模块整体设一个进口和一个排气口，各传感器单元之间的进气采用串联方式；
[0013]检测管路连接油气出口和传感器模块的进口，检测管路上设有第九电磁阀；
[0014]干燥过滤管路，干燥过滤管路的一端连通大气，另一端连通进出油管路，干燥过滤管路上顺气流方向依次设粗过滤器、过滤干燥器、第七电磁阀、真空泵、二位三通电磁阀公共端和第一端口，以及第五电磁阀；
[0015]二位三通电磁阀包括公共端和第一端口、第二端口，工作时，有种状态，公共端
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第一端口内部连通，或公共端
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第二端口内部连通；
[0016]排空管路，排空管路的一端连通到真空泵的进口，另一端连通到第五电磁阀和二位三通电磁阀第一端口之间的干燥过滤管路上。
[0017]标气输入管路，标气输入管路的一端设标气口，标气输入管路的另一端连接传感器模块的进口，标气输入管路上设有稳压阀和第十电磁阀。
[0018]活塞选用活塞磁环。
[0019]传感器模块包括氢气H2传感器单元、甲烷CH4传感器单元、乙烷C2H6传感器单元、乙烯C2H4传感器单元、乙烯C2H2传感器单元、一氧化碳CO传感器单元、二氧化碳CO2传感器单元，可同时测量7种气体组分。
[0020]传感器模块中的氢气H2传感器单元、甲烷CH4传感器单元、乙烷C2H6传感器单元、乙烯C2H4传感器单元、乙烯C2H2传感器单元、一氧化碳CO传感器单元、二氧化碳CO2传感器单元均采用光声光谱传感器。
[0021]甲烷CH4传感器单元、乙烷C2H6传感器单元、乙烯C2H4传感器单元、乙烯C2H2传感器单元、一氧化碳CO传感器单元、二氧化碳CO2传感器单元均根据待测气体吸收峰的不同选用单一光源的红外激光光源，各光源调制的波长误差小于0.1nm。
[0022]工作过程：进油口、回油口连接到待测充油电气设备上，初次工作需用绝缘油对脱气模块进行清洗，清洗过程为：绝缘油由第一电磁阀、油泵、第四电磁阀进入脱气模块，对脱气模块进行油清洗，清洗后的油，通过第二电磁阀、油泵及第三电磁阀，回到待测电气设备内。油泵采用正反向运转的齿轮泵，共用在进油管路和回油管路中，向脱气模块进油时，油泵正转，反之，油泵反转。
[0023]传感器模块吹扫。脱气模块，步进电机推动与丝杆连接的活塞运动到立柱空腔体的顶部位置，真空泵启动，打开第七电磁阀，二位三通电磁阀公共端
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第一端口（com
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a）内部连通，关闭第六电磁阀，打开第五电磁阀和第五电磁阀，过滤后的干燥空气流经干燥过滤管路、检测管路对传感器模块进行吹扫。
[0024]进油流程：脱气模块中步进电机推动与丝杆连接的活塞运动到立柱空腔体的中部某一位置，打开第五电磁阀和第六电磁阀，关闭第七电磁阀和第九电磁阀，二位三通电磁阀公共端
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第二端口内部连通，启动真空泵，对立柱空腔体中活塞上部空间进行抽真空；抽真
空的同时，在加热带和保温外壳作用下，对脱气模块的立柱空腔体进行恒温控制，温度约50℃；当真空度低于
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95kpa，停止真空泵。关闭第五电磁阀和第七电磁阀，打开第一电磁阀和第四电磁阀，启动油泵，把一定量的油通过立柱空腔体顶盖上设置的油雾化设备的喷油口喷射到立柱空腔体上部，关闭第一电磁阀、第四电磁阀和油泵。在负压环境下，油中溶解的气体脱出来。进油过程中，步进电机驱动与丝杆连接的活塞由立柱空腔体的中部某一位置运动到立柱空腔体的底部位置，抵消由于进油造成的真空度下降。进油结束后静止分钟，步进电机推动与丝杆连接的活塞由立柱空腔体的底部位置运动到立柱空腔体的中部某一位置，并打开第九电磁阀，把立柱空腔体（油缸）顶部脱出的气体压到传感器模块，气体进入管路串联的传感器单元内完成组本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.多光路激光光声光谱油中溶解气体监测装置，其特征在于：包括脱气模块（1）、进油管路（2）、回油管路（3）、传感器模块（4）、检测管路（5）、干燥过滤管路（6）、排空管路（7）、标气输入管路（8）；脱气模块（1），包含竖直放置的立柱空腔体（9），内设运动的活塞（10），丝杆（11）一端与活塞（10）底部连接，另一端穿过立柱空腔体（9）的底部并与步进电机（12）的驱动端相连接，丝杆（11）与立柱空腔体（9）的中心线重合，立柱空腔体（9）的顶部设有顶盖（13），顶盖（13）上设有油雾化设备（14），油雾化设备（14）的喷油口（15）探入顶盖（13）下方，顶盖（13）侧面设有油气出口（16），立柱空腔体（9）的侧壁环绕设有加热带（17），加热带（17）外侧罩保温外壳（18）；立柱空腔体（9）的侧壁顶部连通一根进出油管路（19）；进油管路（2），进油管路（2）的一端设进油口（23），另一端连接油雾化设备（14）的进口，进油管路（2）上串连第一电磁阀（V1）、油泵（25）和第四电磁阀（V4）；回油管路（3），回油管路（3）的一端设回油口（26），另一端连通进出油管路（19），回油管路（3）上串连第二电磁阀（V2）、油泵（25）和第三电磁阀（V3），油泵（25）共用在进油管路（2）和回油管路（3）中，油泵（25）采用正反向运转的齿轮泵；传感器模块（4）包括多个传感器单元，传感器模块（4）整体设一个进口（27）和一个排气口（28），各传感器单元之间的进气采用串联方式；检测管路（5）连接油气出口（16）和传感器模块（4）的进口（27），检测管路（5）上设有第九电磁阀（V9）；干燥过滤管路（6），干燥过滤管路（6）的一端连通大气，另一端连通进出油管路（19），干燥过滤管路（6）上顺气流方向依次设粗过滤器（29）、过滤干燥器（30）、第七电磁阀（V7）、真空泵（31）、二位三通电磁阀（V8）公共端（com）和第一端口（a），以及第五电磁阀（V5）；二位三通电磁阀（V8）包括公共端（...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪献忠，李建国，朱会，侯新梅，
申请(专利权)人：河南省日立信股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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