[发明专利]用阻抗式气体感测器的溶解气体分析

说明书

一种用于分析变压器的绝缘流体(112)中存在的气体的系统(100)，包括与所述气体操作接触的气体感测器(114)，以在不同频率提供多个阻抗响应。处理器(116)构造成接收所述多个阻抗响应，并从中选择一个或多个阻抗响应，以与来自感测器的未选择响应相比，提供：排除干扰气体，在气体之间分辨，改善分析物气体的低检测范围，改善分析物气体的高检测范围，改善分析物气体的响应线性度，改善分析物气体测定的动态范围，或它们的一种或多种组合。

领域

本公开了涉及用于感测气体的系统和方法的一个或多个实施方案。

背景

变压器油的溶解气体分析(DGA)用于变压器健康和预后的诊断测定。油中溶解气体的浓度以百万分率(ppm)的水平测定，目标气体如一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、氢气H₂、甲烷CH₄、乙炔C₂H₂、乙烯C₂H₄、乙烷C₂H₆等。当前的DGA系统用一种方法从油提取气体(例如，顶部空间或膜)，然后在气相中测定，以推断油中的ppm浓度。用于气体测定和感测的关键现有技术的实例是气相色谱法和红外光谱法。为了选择性测定所需的故障气体，提取和气体感测器组件可能昂贵且复杂，具有许多移动部件，可能具有宽范围的故障模式或性能挑战等。

用于例如工业气体的工业流体的常规感测器是非选择性装置，它显示显著的气体交叉灵敏度，因此具有低的气体选择性。常规感测器的这种非选择性的限制的起因是感测器选择性与可逆性的矛盾要求。感测器响应的完全和快速可逆性通过分析物和感测膜之间的弱相互作用实现，而感测器响应的高选择性通过分析物气体与感测膜之间的强相互作用实现。

简述

在一个实施方案中，一种用于分析变压器的绝缘流体中存在的至少一种分析物气体的系统包括气体感测器，气体感测器构造成要与来自绝缘流体的至少一种分析物气体操作接触，并从感测器提供多个响应。系统包括一个或多个处理器，处理器构造成在感测器暴露于来自绝缘流体的至少一种分析物气体期间从感测器接收多个响应。多个响应代表绝缘流体中存在的至少一种分析物气体的浓度。一个或多个处理器构造成选择来自感测器的多个响应中的一个或多个响应，与来自感测器的未选择响应相比，所述一个或多个响应提供：排除一种或多种干扰气体，在至少两种气体之间分辨，改善至少一种分析物气体的低检测范围，改善至少一种分析物气体的高检测范围，改善至少一种分析物气体的响应线性度，改善至少一种分析物气体测定的动态范围，或它们的一种或多种组合。

在一个实施方案中，一种用于分析变压器的绝缘流体中存在的至少一种分析物气体的方法包括从多变量气体感测器提供多个响应，多变量气体感测器构造成要与具有至少一种分析物气体的绝缘流体操作接触。方法包括在感测器暴露于绝缘流体期间用一个或多个处理器从感测器接收多个响应。多个响应代表绝缘流体中存在的至少一种分析物气体的浓度。方法包括用一个或多个处理器选择来自感测器的多个响应中的一个或多个响应，与来自感测器的未选择响应相比，所述一个或多个响应提供：排除一种或多种干扰气体，在至少两种气体之间分辨，改善至少一种分析物气体的低检测范围，改善至少一种分析物气体的高检测范围，改善至少一种分析物气体的响应线性度，改善至少一种分析物气体测定的动态范围，或它们的一种或多种组合。