[实用新型]变压器油中甲烷气体检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种甲烷（CH₄）气体传感检测装置，该装置能准确、快速地检测出变压器油中甲烷的浓度，并能用于在线监测。

背景技术

变压器是现代输变电系统的关键设备，及时排除其运行过程中的故障关系着国计民生。变压器油中溶解气体对变压器的日常使用及维护有着严重的影响，许多故障的出现与变压器油中的气体成分及浓度变化直接相关，因此对其进行分析和监测是预报和诊断变压器早期故障的一个有效方法，其中的重要指标之一就是甲烷气体的含量，因此对变压器油中微量甲烷气体的灵敏监测具有十分重要的意义。目前甲烷的测定方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法、红外光谱法和质谱分析法等，由于这些方法操作环节多，费时费力，不适于在线监测甲烷气体的浓度，因此需要找到一种造价便宜、操作简便，并能达到准确快速测定甲烷气体浓度的仪器装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简易的变压器油中甲烷气体检测装置，该装置易于制备、操作方便、可反复使用，能在数分钟内准确地检测出甲烷气体的浓度，并能用于变压器油中甲烷的测定分析。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种变压器油中甲烷气体检测装置，该装置由两个进气管合并成的一路进气管通过干燥管后进入检测瓶底部，检测瓶上用橡胶塞密封，橡胶塞中插有一个石英晶体传感器和出气管，石英晶体传感器与振荡电路连接，振荡电路由直流电源驱动、并与频率计数器相连接，构成一个完整的传感检测回路。其中，两个进气管路的开关可独立控制，氮气和甲烷气样可交替进入检测瓶内；干燥管内填充物质为无水CaCl₂；所述石英晶体传感器为镀金或镀银的AT切型压电石英晶体传感器，涂敷在石英晶体传感器上的涂膜材料是苯甲醚笼形[2]芳烃，且涂敷于石英晶体传感器上的涂膜材料苯甲醚笼形[2]芳烃的量为10~400微克。其特征是装置的各部分设计、石英晶体传感器的应用和对甲烷气体有特异吸附功能的涂膜材料苯甲醚笼形[2]芳烃的使用，通过大量实验数据发现，其涂敷于石英晶体传感器上的量为10~400微克之间时的检测效果最佳。整个装置由以上几个部件组装而成，易拆除更换，便于携带。其工作原理是通过超分子作用甲烷气体被选择性地吸附在涂膜材料苯甲醚笼形[2]芳烃上，产生的微小质量变化会使传感器的谐振频率发生变化，以频率变化值来计算所测气样中的甲烷浓度。该气体传感检测装置对甲烷具有高灵敏度和宽检测范围，且选择性、重现性和可逆性良好，可应用于变压器油中甲烷的监测。

在装置的设计上，氮气和甲烷气样的两个进气管路的开关可独立控制，氮气和甲烷气样可交替进入检测瓶内。氮气可以使吸附在所述涂膜材料上的甲烷气体脱附，使传感器谐振频率恢复到初值。整个过程在5分钟以内就可以完成，随后就能继续用于下一次的检测，所以该装置能有效地减少检测时间和简化操作过程。

本实用新型的有益效果是，可以准确、快速、连续、动态地测定甲烷气体的浓度，且装置结构简单，易于便携和智能化改造，因而可用于变压器油中甲烷的动态分析检测、在线监测等。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1 是变压器油中甲烷气体检测装置的示意图。

图1中1.气样进气管，2.氮气进气管，3.气样进气管开关，4.氮气进气管开关，5.干燥管，6.石英晶体传感器，7.出气管开关，8.橡胶塞，9.出气管，10.检测瓶，11.振荡电路，12.直流电源，13.频率计数器，14. 进气管1、2合并成的一路进气管。

具体实施方式

如图1中所示，两个进气管1、2合并成的一路进气管14通过干燥管5后进入检测瓶10底部，检测瓶10可以是玻璃制的，也可以是塑料制的，大小可取0.5L。检测瓶10上用橡胶塞8密封，橡胶塞8中插有一个石英晶体传感器6和出气管9，石英晶体传感器6与振荡电路11连接，振荡电路11由直流电源12驱动、并与频率计数器13相连接，这样就方便地组装成一个完整的传感检测回路。要提到的是，石英晶体传感器6为镀金的AT切型压电石英晶体传感器，石英晶体传感器6上的涂膜材料苯甲醚笼形[2]芳烃是此传感检测的关键物质，它可以通过超分子作用对甲烷进行高灵敏地选择性吸附。橡胶塞8与检测瓶10、出气管9与橡胶塞8都是紧密连接的，以此保证检测瓶10的整体密封性良好。

具体检测的操作过程如下：