[发明专利]基于光声光谱法的SF6分解组分气体检测方法及装置在审

专利信息
申请号: 202111509853.4 申请日: 2021-12-10
公开(公告)号: CN114002158A 公开(公告)日: 2022-02-01
发明(设计)人: 卞超;张正东;李东风;谭婷月;朱胜;程骏;陈轩;甘强;孙超;陶加贵;陈少波;赵科;胡成博 申请(专利权)人: 国网江苏省电力有限公司检修分公司
主分类号: G01N21/17 分类号: G01N21/17
代理公司: 北京智绘未来专利代理事务所(普通合伙) 11689 代理人: 张红莲;王萍
地址: 211102 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 基于 声光 sf6 分解 组分 气体 检测 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种基于光声光谱法的SF6分解组分气体检测装置,其特征在于,所述装置包括:进、出气单元、激光光源、压力表、聚光单元、共振光声池、计算机,光源经过聚光单元进入光声池,进、出气单元用于将实验所需的气体用气压的方式导进光声池,光声池与激光光源的信号相谐振,对谐振信号采集并处理后输入计算机,用于对SF6分解气体的浓度进行检测。

2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述共振光声池包括声学谐振腔和声学信号检测单元,声学谐振腔与光源的信号相谐振,达到振幅的最大值即信号最大值。

3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述声学谐振腔分成均匀的两个部分,在光声池内部左半部分通入纯净SF6气体用,右半部分通入待测气体样品。

4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述声学信号检测单元包括两个石英音叉和电信号处理单元,所述石英音叉与由于光声效应产生的声学信号共振,产生声学信号的震动,同时由于压电效应将声信号转换为电信号并将电信号传导,所述电信号处理单元包括差分放大电路。

5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述石英音叉分别插入两部分声学谐振腔中来采集噪声信号,并将两种信号输入进差分放大电路进行差分,以免噪声信号的干扰。

6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述进、出气单元包括:SF6气体气瓶、气管、可控制的双向阀门、陷波器、可控制三向阀门以及气泵。

7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述陷波器去除流动气体的噪声干扰,SF6气体气瓶通过气管与陷波器连接,气管上设置可控制双向阀门;陷波器通过气管连接可控制三向阀门,可控制三向阀门通过气管连接光声池,光声池入口端设置有可控制双向阀门。

8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述气泵用于将实验所需的气体用气压的方式导进光声池,气泵通过气管连接光声池,并在光声池入口端设置可控制双向阀门。

9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述激光光源为红外激光器,能够提供7.46um和6.631um波长的光。

10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述聚光单元包括光阑、透镜以及氟化钙透镜,光阑、透镜设置于激光光源与光声池之间,氟化钙透镜分别设置于光声池两个部分靠近激光光源的侧壁上,用于将激光光源分散的光聚焦到一起。

11.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述压力表用于检测所导进光声池气体的气压。

12.一种基于光声光谱法的SF6分解组分气体检测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

步骤1,设置实验条件;

步骤2,使光声池及导管内的空间保持真空;

步骤3,将待测气体导入光声池,并利用压力表检测所导进光声池气体的气压;

步骤4,打开激光光源,光源经过聚光单元进入光声池;

步骤5,声学谐振腔与光源的信号相谐振,采集待测信号并处理后输入计算机;

步骤6,在计算机上记录光声信号实验数据,并得到SF6分解组分气体成分及浓度。

13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述步骤S1包括:测量共振光声池的共振频率并调制好激光光源的频率,使两者频率达到共振并调制好激光光源的位置。

14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述步骤S2包括:先将氩气或其他惰性气体导入洗净光声池,之后将光声池及导管内的气体通过气泵抽出,保证光声池及导管内的空间具有真空性。

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