[发明专利]用于光声光谱装置环境因素影响分析的实验平台

说明书

一种用于光声光谱装置多种环境因素影响分析的实验平台，包括计算机及无线通信模块、实验舱室、信号控制与处理系统，以及数据采集与通信系统。其中，实验舱室包含温度模块、湿度模块与气压模块，用以模拟不同工况。光声光谱检测系统安装于实验舱室中。计算机及无线通信模块与实验舱室相连，光声光谱检测系统的输出端与信号控制与处理系统及数据采集与通信系统相连。本发明通过多参数环境复合实验装置模拟光声光谱检测系统的实际工况，并测量复合环境下环境对光声光谱检测系统检测结果的影响，实现对光声光谱检测系统鲁棒性的检测。

领域

本发明涉及一种用于分析光声光谱装置多种环境因素影响的实验平台。

背景技术

光声光谱技术具有灵敏度高、检测速度快、不消耗气样、能够检测多组分气体等优点，目前被广泛地应用于电气工程领域中的SF₆分解气体检测之中。但同时，光声光谱技术通过检测光激发的微弱声信号间接检测气体浓度，因此也容易受到外界环境因素的影响。当光声光谱仪所处的环境中的温度、湿度、气压等发生变化，光声光谱仪的检测结果会发生漂移，从而导致对气体浓度测量的准确性。因此，有必要对光声光谱仪的工作环境进行模拟，制定光声光谱仪应用于实际工程场景时的检测结果修正方法。但是，目前的研究中，通常只能对光声光谱单一的环境参数进行设置，且忽略了环境参数互相的影响，因此难以准确地对多种环境因素进行模拟。

专利201110414592.8开发出一种SF₆分解组分的自动恒温型光声检测装置，该装置在光声光谱仪的基础上增加了一个自动恒温系统，能够排除外部环境对检测结果的干扰，从而提升光声光谱仪的检测精度，然而，对于应用于列车等场景的光声光谱仪而言，维持检测环境恒定的难度较大，恒温系统难以应用；专利201820940762.3提出了一种应用于电气化铁道的牵引变压器的光声光谱仪，在分析油气分离的基础上，增加了对振动信息的采集，从而能够对变压器的状态进行综合分析，但是该发明并未对振动信息对光声光谱仪检测结果的影响进行定性分析，当应用场景变化时该发明的方法可能难以适用；专利201210216101.3发明了一种能够显示温度、气压等相关信息的便携式SF₆气体分解产物光声光谱检测装置，能够给出光声光谱的检测结果及其对应的环境参数，但是对于温度、气压等因素对光声光谱检测结果的影响并未进行深入分析。

发明内容

本发明旨在解决多种环境因素影响下光声光谱仪检测结果的修正问题的不足，提出一种用于研究光声光谱装置多种环境因素影响的实验平台，用以模拟光声光谱仪在实际操作中可能遇到的不同工作环境，并针对环境因素对光声光谱仪检测结果的影响进行定性、定量的描述。本发明通过建立实验平台进行不同工作环境的模拟，不仅能够将每种环境因素独立出来进行模拟实验，而且能够实现多种环境因素同时作用的复合环境模拟实验，帮助操作人员建立多环境因素作用下的光声光谱仪检测结果的修正方法，提高光声光谱仪的可靠性。

本发明包括计算机、实验舱室、信号控制与处理系统及数据采集与通信系统。光声光谱仪安装于实验舱室内，所述的实验舱室用于模拟光声光谱仪的实际工作环境。

所述的实验舱室内安装有温度模块、湿度模块和气压模块共三个功能模块。上述各功能模块均包含一个通信单元、一个处理单元和一个执行单元。通信单元、处理单元和执行单元由信号线顺次相连。各功能模块的通信单元之间由信号线两两相连。

所述的计算机用于输入环境参数，并形成指令传递至实验舱室内上述各功能模块的通信单元，然后由上述各功能模块的处理单元、执行单元进行指令的处理及执行。计算机与上述各功能模块的通信单元之间由信号线相连。