一种复合光学检测技术的SF6分解产物检测装置的制作方法

一种复合光学检测技术的sf6分解产物检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及六氟化硫技术领域，具体为一种复合光学检测技术的sf6分解产物检测装置。


背景技术：

2.六氟化硫，化学式为sf6，是一种无色、无臭、无毒、不燃的稳定气体，分子量为146.06，在20℃和0.1mpa时密度为6.1kg/m3，约为空气密度的5 倍，六氟化硫在常温常压下为气态。六氟化硫分子结构呈八面体排布，键合距离小、键合能高，因此其稳定性很高，在温度不超过180℃时，它与电气结构材料的相容性和氮气相似。
3.随着电力系统gis设备的推广，sf6气体被大量应用，替代性gis用新型绝缘气体尚处在用分析仪器的实验室研究阶段。针对sf6分解产生的气体组分高精度的现场监测及评估技术的研究较少，缺乏针对气体绝缘介质的一种高灵敏度、快速响应的多种分解组分浓度监测和绝缘性能评估技术，目前使用最多的分解产物分析技术是基于电化学传感器的分析技术。被测气体在高温催化剂作用下发生化学反应，改变传感器输出电信号，确定被测气体成分及其含量。该方法具有检测速度快、操作简单、成本低等优势，但存在交叉干扰、零漂及温漂、寿命短等问题，实际应用须定期校准检测仪器。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种复合光学检测技术的sf6分解产物检测装置，减小交叉干扰的风险，提高测量精准度，延长使用寿命，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种复合光学检测技术的sf6分解产物检测装置，包括第一长光程气体池和第二长光程气体池，所述第一长光程气体池和第二长光程气体池的顶部均设置有样气入口，所述第一长光程气体池和第二长光程气体池的底部设置有样气出口，所述第一长光程气体池的顶部连通有第一光纤线，且第一光纤线的另一端连通有光源箱，所述第一长光程气体池的底部连通有第二光纤线，且第二光纤线的另一端连通有光谱仪，所述第二长光程气体池的内腔设置有非分散红外模块，所述第二长光程气体池的底部设置有前置放大板，所述第一长光程气体池的样气出口与第二长光程气体池的样气入口通过管道连通，所述第一长光程气体池和第二长光程气体池内腔的两侧均设置有反光板，所述第一长光程气体池和第二长光程气体池内腔的正面和背面均活动连接有调节板。
6.优选的，所述第一长光程气体池和第二长光程气体池内腔的正面和背面通过轴承转动连接有旋转轴，所述调节板固定于旋转轴的表面，所述旋转轴的正面贯穿第一长光程气体池和第二长光程气体池并固定有转盘。
7.优选的，所述非分散红外模块包括红外光源、gfc调制轮和探测器，所述gfc调制轮固定于第二长光程气体池的顶部，所述红外光源嵌设于gfc 调制轮的顶部，所述探测器嵌设于第二长光程气体池的底部。
8.优选的，所述转盘的正面嵌设有螺纹套，且螺纹套的内腔螺纹连接有丝杆，所述丝杆的背面贯穿转盘并与第一长光程气体池和第二长光程气体池的正面活动连接。
9.优选的，所述光谱仪和探测器的输出端均交互电连接有计算机，所述光谱仪的输出端与光源箱的输入端单向电连接。
10.优选的，所述样气入口和样气出口位于第一长光程气体池和第二长光程气体池的两侧，所述第二长光程气体池的样气入口位于gfc调制轮的下方。
11.优选的，所述前置放大板位于探测器的下方，所述前置放大板与探测器集成为一体。
12.优选的，所述gfc调制轮的正面插设有滤光片，所述滤光片位于红外光源的下方。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1、本实用新型通过第一长光程气体池、光源箱和光谱仪的配合，将sf6分解产物通过样气入口注入第一长光程气体池的内腔，利用光源箱向sf分解产物的混合气体进行照射，再通过光谱仪接收光谱信号，再将光谱信号传输给计算机，利用计算机对数据处理和数据反演，测得sf6分解产物中so2和 h2s浓度，然后sf6分解产物通过管道注入第二长光程气体池，然后利用非分散红外模块测量样气中的co信号，并通过前置放大板传递给计算机进行反演计算推测出co的浓度，解决了传统sf6分解产物检测装置精准度低的问题。
15.2、本实用新型通过旋转轴的配合，调节调节板的角度，方便对光线进行发射，调节调节板反射光线的角度，使光线被光谱仪和探测器检测到，方便提升光谱仪和探测器的灵敏度，防止电信号较弱。
附图说明
16.图1为本实用新型的立体结构示意图；
17.图2为本实用新型第二长光程气体池的剖视结构示意图；
18.图3为本实用新型第一长光程气体池的俯视剖面结构示意图；
19.图4为图2所示a区的放大结构示意图；
20.图5为so2浓度拟合曲线；
21.图6为h2s浓度拟合曲线；
22.图7为co浓度拟合曲线。
23.图中标号：1、第一长光程气体池；2、第二长光程气体池；3、样气入口； 4、样气出口；5、光源箱；6、光谱仪；7、非分散红外模块；71、红外光源； 72、gfc调制轮；73、探测器；8、前置放大板；9、反光板；10、调节板； 11、旋转轴；12、转盘；13、丝杆；14、滤光片。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.本实用新型提供了如图1～4所示的一种复合光学检测技术的sf6分解产物检测装置，包括第一长光程气体池1和第二长光程气体池2，第一长光程气体池1和第二长光程气体
池2的顶部均设置有样气入口3，第一长光程气体池 1和第二长光程气体池2的底部设置有样气出口4，第一长光程气体池1的顶部连通有第一光纤线，且第一光纤线的另一端连通有光源箱5，第一长光程气体池1的底部连通有第二光纤线，且第二光纤线的另一端连通有光谱仪6，第二长光程气体池2的内腔设置有非分散红外模块7，第二长光程气体池2的底部设置有前置放大板8，第一长光程气体池1的样气出口4与第二长光程气体池2的样气入口3通过管道连通，第一长光程气体池1和第二长光程气体池2 内腔的两侧均设置有反光板9，第一长光程气体池1和第二长光程气体池2内腔的正面和背面均活动连接有调节板10，通过第一长光程气体池1、光源箱5 和光谱仪6的配合，将sf6分解产物通过样气入口3注入第一长光程气体池1 的内腔，利用光源箱5向sf6分解产物的混合气体进行照射，再通过光谱仪6 接收光谱信号，再将光谱信号传输给计算机，利用计算机对数据处理和数据反演，测得sf6分解产物中so2和h2s浓度，然后sf6分解产物通过管道注入第二长光程气体池2，然后利用非分散红外模块7测量样气中的co信号，并通过前置放大板8传递给计算机进行反演计算推测出co的浓度，解决了传统 sf6分解产物检测装置精准度低的问题。
26.第一长光程气体池1和第二长光程气体池2内腔的正面和背面通过轴承转动连接有旋转轴11，调节板10固定于旋转轴11的表面，旋转轴11的正面贯穿第一长光程气体池1和第二长光程气体池2并固定有转盘12，通过旋转轴11和转盘12的配合，方便使用者对旋转轴11进行转动，调节调节板10 的角度，使第一长光程气体池1和第二长光程气体池2内反射的光源，顺利被光谱仪6和探测器73检测到。
27.非分散红外模块7包括红外光源71、gfc调制轮72和探测器73，gfc 调制轮72固定于第二长光程气体池2的顶部，红外光源71嵌设于gfc调制轮72的顶部，探测器73嵌设于第二长光程气体池2的底部，通过红外光源 71、gfc调制轮72和探测器73的配合，方便对sf6分解产物中的co进行检测计算。
28.转盘12的正面嵌设有螺纹套，且螺纹套的内腔螺纹连接有丝杆13，丝杆 13的背面贯穿转盘12并与第一长光程气体池1和第二长光程气体池2的正面活动连接，通过丝杆13的配合，方便对转盘12进行固定，防止调节板10转动，对光线的反射角度改变，减弱光谱仪6和探测器73对信号的接收。
29.光谱仪6和探测器73的输出端均交互电连接有计算机，光谱仪6的输出端与光源箱5的输入端单向电连接，通过计算机的配合，方便快速的计算，避免人工计算误差率提升，同时利用计算机可对数据进行反演、储存。
30.样气入口3和样气出口4位于第一长光程气体池1和第二长光程气体池2 的两侧，第二长光程气体池2的样气入口3位于gfc调制轮72的下方，通过对样气入口3和样气出口4位置的设定，方便sf6分解气体可以流经第一长光程气体池1和第二长光程气体池2的内腔，防止气体快速的从第一长光程气体池1和第二长光程气体池2流出，延长气体在第一长光程气体池1和第二长光程气体池2中停留的时间。
31.前置放大板8位于探测器73的下方，前置放大板8与探测器73集成为一体，通过前置放大板8的设置，探测器73和前置放大器集成在一起，降低噪声，提高信噪比。
32.gfc调制轮72的正面插设有滤光片14，滤光片14位于红外光源71的下方，通过滤光片14的设置，对光源进行过滤，得到特定波长的光线进行试验使用。
33.采用不同浓度的标准气体对实验装置进行验证，通过配比不同浓度的气体对结果
进行分析，统计测试结果如表1所示。
34.表1 不同浓度样气测试结果和误差统计
35.[0036][0037]
不同浓度的真实值和测量值关系如图所示。
[0038]
由表1和图5-图7可知，三种不同的气体测量误差都能控制在
±
1％以内，测量结果与实际值很接近；通过对实际值和测量值进行线性拟合，线性度达到0.999以上，线性度良好，通过以上测量结果，该系统能够满足sf6分解产物中so2、h2s和co的测量需求。
[0039]
对系统进行了重复性和稳定性测试，结果如表2-3所示：从表中看到，三种气体的重复性误差都小于0.5％，说明该系统在多次测试过程中，测试结果的一致性较好。从表3中看到，所有因子的零点漂移基本不存在，系统的零点很稳定；量程漂移也在0.5％左右，在长时间的测试过程中，具有较高的稳定性。
[0040]
表2 系统重复性测试
[0041][0042]
表3 系统稳定性测试
[0043][0044]
具体使用时，将被测气体通过配气仪通入到第一长光程气体池1的样气入口3处，并将第一长光程气体池1的样气出口4与第二长光程气体池2的样气入口3相连，使气体串联通过两个气室，计算机通过串口与光谱仪6相连，并控制光谱仪6的采集频率和触发频率，光谱仪6给光源箱5发出触发信号，触发氙灯闪烁，然后光谱仪6在一定延时后开始采集经过第一长光程气体池1的光谱信号，从而得到具有so2和h2s气体信息的光谱信号，并上传到上位机，通过上位机的反演算法，得到so2和h2s的浓度值，同时，红外非分散红外模块7在一直测量样气的co信号，并通过前置放大模块传输给上位机，进行反演计算。
[0045]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。