【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光聲光譜氣體檢測，具體涉及到一種基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、電力系統(tǒng)變壓器油經(jīng)過電和熱的雙重影響，容易發(fā)生老化，產(chǎn)生一些低分子的烴類化合物，目前對這些化合物的檢測方法常用氣相色譜法和電化學(xué)傳感法等。氣相色譜法需要使用價格昂貴的氣相色譜儀，由于色譜柱需要更換清洗，無法實(shí)現(xiàn)在線檢測；電化學(xué)傳感法存在測量精度低和嚴(yán)重交叉干擾等問題。目前以光聲光譜為代表的光譜測量技術(shù)發(fā)展迅速，已成為痕量氣體測量的重要手段。
2、現(xiàn)有的光聲光譜的光源一般使用可調(diào)諧激光器或者激光器，可調(diào)諧激光器價格一般比較昂貴，普通紅外激光器波長固定且價格昂貴，難以實(shí)現(xiàn)多組分氣體測量要求。光聲池是光聲光譜測量的核心器件，目前通常為“一字型”光聲池、“h型”光聲池以及“t型”光聲池的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的光聲池分為共振式和非共振式兩種，由于非共振光聲池的氣體檢測靈敏度低、抗環(huán)境干擾能力差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到限制。而共振式光聲池則具有靈敏度高、噪聲抑制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此其系統(tǒng)檢測極限較好，被廣泛應(yīng)用于痕量氣體檢測。
3、目前現(xiàn)有光聲池的光束入射窗口通常位于圓柱體兩端，有效光程比較短，光聲信號較弱；其次，目前單一的諧振腔結(jié)構(gòu)，對于光聲信號較弱的痕量氣體測量，有效光聲信號偏弱。因此需要設(shè)計(jì)新的光聲光譜測量設(shè)備，使其能夠?qū)崿F(xiàn)：1、多組分氣體測試要求；2、紅外多光程需求，有效提升光聲相互作用效果；3、增強(qiáng)諧振效果，實(shí)現(xiàn)高得測量靈敏度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技
2、本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案。
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，包括：紅外光源和光聲池，所述紅外光源為紅外黑體輻射源，紅外黑體輻射源用于基于黑體輻射原理產(chǎn)生連續(xù)波長的紅外光，紅外黑體輻射源通過紅外光處理單元與紅外光纖相連接；所述光聲池包括待測氣體緩沖腔以及雙諧振腔；所述待測氣體緩沖腔設(shè)置于紅外光纖遠(yuǎn)離紅外光處理單元的一側(cè)，其正對紅外光射入的位置處設(shè)置有紅外窗片；待測氣體緩沖腔的內(nèi)部設(shè)置有用于增加紅外光程的反射單元；所述雙諧振腔對稱設(shè)置于待測氣體緩沖腔的相對兩側(cè)，且均與待測氣體緩沖腔的內(nèi)部相連通，雙諧振腔用于放大光聲信號，并將光聲信號傳輸至計(jì)算處理系統(tǒng)，基于光聲信號計(jì)算sf6分解物的濃度。
4、優(yōu)選地，所述反射單元包括兩面相對設(shè)置的弧形紅外反射鏡，其中一面弧形紅外反射鏡的背面朝向紅外窗片，且該弧形紅外反射鏡對應(yīng)紅外光射入位置設(shè)置有供紅外光穿過的微孔。
5、優(yōu)選地，每個所述諧振腔內(nèi)部均設(shè)置有內(nèi)置麥克風(fēng)；所述內(nèi)置麥克風(fēng)將待測氣體吸收紅外光產(chǎn)生的聲信號，通過濾波放大器、鎖相放大器和數(shù)據(jù)采集卡傳輸至計(jì)算處理系統(tǒng)。
6、優(yōu)選地，所述紅外光處理單元包括：斬波器和多組紅外帶通濾光片；所述紅外黑體輻射源、斬波器、多組紅外帶通濾光片以及紅外光纖順次連接。
7、優(yōu)選地，所述紅外光纖與紅外窗片之間還設(shè)置有紅外光準(zhǔn)直器；紅外光準(zhǔn)直器用于將進(jìn)入紅外光纖的紅外光，垂直地射向紅外窗片。
8、優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：電源控制器，其與紅外黑體輻射源相連接，用于通過控制電流大小以調(diào)控紅外黑體輻射源輻射的紅外光波長。
9、優(yōu)選地，所述待測氣體緩沖腔設(shè)置有緩沖腔進(jìn)氣口，緩沖腔進(jìn)氣口設(shè)置有進(jìn)氣口質(zhì)量流量計(jì)，且緩沖腔進(jìn)氣口用于與待測氣體源相連接。
10、優(yōu)選地，所述待測氣體緩沖腔的底部設(shè)置有緩沖腔出氣口，緩沖腔出氣口與尾氣收集器相連接。
11、優(yōu)選地，所述緩沖腔出氣口設(shè)置有出氣口質(zhì)量流量計(jì)。
12、第二方面，本專利技術(shù)提供了基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量方法，使用前述的光基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，包括以下步驟：
13、利用紅外黑體輻射源發(fā)射連續(xù)波長的紅外光，并對紅外光進(jìn)行周期性調(diào)制，得到設(shè)定波長的紅外光；
14、調(diào)制后的紅外光源進(jìn)入待測氣體緩沖腔，在待測氣體緩沖腔的內(nèi)部進(jìn)行多次反射；
15、向待測氣體緩沖腔的內(nèi)部通入待測的sf6氣體，sf6氣體分解產(chǎn)物中各組分吸收特定波長的紅外光，將光信號轉(zhuǎn)化為聲波信號；
16、利用雙諧振腔放大待測氣體緩沖腔內(nèi)部的聲波信號，并將聲波信號傳遞至計(jì)算處理系統(tǒng)；
17、計(jì)算處理系統(tǒng)根據(jù)接收的聲波信號，對其提取平均值處理，并計(jì)算出sf6分解物中各組分的濃度。
18、本專利技術(shù)的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，通過采用黑體紅外輻射光源，能夠獲得連續(xù)波長的紅外光，同時其輻射產(chǎn)生的紅外光通過紅外光處理單元處理能夠獲取周期性調(diào)制的特定波長的紅外光，應(yīng)用于光聲光譜技術(shù)中，利用sf6氣體分解產(chǎn)物中不同組分在不同波長的紅外光中的吸收強(qiáng)度不同，通過調(diào)制不同波長的紅外光，實(shí)現(xiàn)對sf6氣體分解的多組分氣體的測量需求，相比較于傳統(tǒng)的可調(diào)諧紅外激光器，實(shí)現(xiàn)了價格的明顯降低。
19、此外，本專利技術(shù)在光聲池中設(shè)置了反射單元，進(jìn)入光聲池內(nèi)部的紅外光在反射單元內(nèi)部來回多次反射，有效增加了紅外光的光程，增強(qiáng)了紅外光與被測氣體的相互作用強(qiáng)度，獲取了較大的激發(fā)信號，使光聲信號在雙諧振腔中得到了多重放大，提高了光聲系統(tǒng)的靈敏度。
20、同時，本專利技術(shù)使用了完全一致的雙諧振腔系統(tǒng)，通過求平均值的方式可以降低環(huán)境因素帶來的測量誤差，使系統(tǒng)的抗噪聲能力更強(qiáng)，也進(jìn)一步提升了測試的靈敏度。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，包括：紅外光源和光聲池，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的SF6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多光程雙諧振腔光聲光譜測量SF6氣體分解產(chǎn)物系統(tǒng)，其特征在于：
10.基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的S
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，包括：紅外光源和光聲池，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多光程雙諧振腔光聲光譜法的sf6分解物測量系統(tǒng)，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于多光程雙...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘曉明，楊翔宇，劉宏宇，鐘鋮奇，王思齊，夏東，車路，杜新宇，田志勇，錢杰，葉芳，楊啟明，趙子寧，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。