測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置及方法制造方法及圖紙

測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置及方法。屬于光電技術檢測領域。為了解決在六氟化硫分解氣體測量時，測得的六氟化硫分解氣體中二氧化硫氣體濃度的精度低的問題。本發明專利技術的4055cm

Device and method for measuring sulfur dioxide concentration in six sulfur dioxide decomposing gas

Device and method for measuring sulfur dioxide concentration in six sulfur dioxide decomposing gas. The utility model belongs to the field of photoelectric technology detection. In order to solve the six sulfur dioxide decomposition gas measurement, the accuracy of sulfur dioxide gas concentration in six sulfur dioxide decomposition gas is low. 4055cm of the present invention

【技術實現步驟摘要】
測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置及方法
本專利技術屬于光電技術檢測領域。
技術介紹
六氟化硫(SF6)具有優良的絕緣滅弧性能和理化特性，作為絕緣介質既可以減小設備尺寸，又能提高絕緣強度，伴隨著城市用地的日益緊張，廣泛應用于組合絕緣電器(GIS)、斷路器(GCB)、變壓器(GIT)、電纜(GIC)、輸電管道(GIL)等輸配電設備中。純凈的SF6是無色、無毒、無味、不燃的惰性氣體，在溫度為150℃及以下時不易與其它物質發生化學反應，正常運行時分解產物極少或不分解。當SF6設備中發生絕緣隱患或故障時，無論是局部、電暈、火花或是電弧放電，都必然會引起能量釋放，這些能量會使SF6氣體發生分解反應，生成H2S、SO2、HF、SOF2、SF4、等多種低氟硫化物。SF6分解組分會加速GIS內絕緣的老化和金屬材料表面的腐蝕，加重局部放電程度，嚴重時還會導致GIS發生突發性絕緣故障。因此對SF6濃度以及SF6分解氣體中SO2濃度的測量是必須的。目前國內外均有大量商業化的SF6檢測器，歸納起來主要有4種測量方法：高壓擊穿法、色譜法、離子移動度計和紅外光吸收譜法。高壓擊穿法主要是根據待測SF6擊穿電壓的變化來進行定性測量，并不能定量給出SF6氣體濃度，而且不能實時在線監測。色譜法：色譜法被廣泛應用于復雜組分的分離與鑒定。一般由真空系統、進樣系統、離子源、檢測器和計算機控制等部分組成。優點是測量精度和靈敏度較高。缺點是設備昂貴，且不能實時在線監測。離子移動度計法：它是通過對設備中SF6氣體總體雜質含量的測定，來確定設備中SF6氣體的優劣程度。優點：測量成分多，精度較高。缺點：易受實驗環境條件影響，不能實時監測。以上4種SF6濃度測量方法在應用到SF6分解氣體中SO2濃度的測量時，測得的SF6分解氣體中SO2氣體濃度的精度低。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決在六氟化硫分解氣體測量時，測得的六氟化硫分解氣體中二氧化硫氣體濃度的精度低的問題，提出一種測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置及方法。本專利技術所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，包括4055cm-1激光器、第一聚光鏡、樣品池、第二聚光鏡和光譜儀；所述4055cm-1激光器發出的激光經過第一聚光鏡透射后射入樣品池內，樣品池的出射光經過第二聚光鏡透射后射入光譜儀的入射狹縫中；樣品池內充有待測六氟化硫分解氣體。本專利技術所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的方法，該方法包括以下步驟：步驟一、在樣品池中充入待檢測的六氟化硫分解氣體，打開4055cm-1激光器，通過光譜儀獲得六氟化硫分解氣體的透射光光強I(λ)；步驟二、依據比爾定律，利用步驟一獲得的待測六氟化硫分解氣體的透射光光強I(λ)，獲得待檢測的六氟化硫分解氣體中二氧化硫的濃度N；所述比爾定律為：I(λ)＝I0(λ)eσN，其中，I0(λ)為空氣的透射光光強；λ為4055cm-1激光器發出激光的波長，σ為待檢測的六氟化硫分解氣體中二氧化硫在4055cm-1激光器發出的激光下的吸收截面。本專利技術的有益效果是由于采用4055cm-1激光器，二氧化硫對該波段的波長吸收效果最好，因此，測得的六氟化硫分解氣體中二氧化硫氣體濃度的精度較高；該測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置結構簡單，成本低，可靠性高；該測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的的方法簡便，易操作，而且可以實時監測。適用于測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫的濃度。附圖說明圖1為具體實施方式一所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置結構示意圖；圖2為具體實施方式六所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的方法流程圖。具體實施方式具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，包括4055cm-1激光器1、第一聚光鏡2、樣品池3、第二聚光鏡4和光譜儀5；所述4055cm-1激光器1發出的激光經過第一聚光鏡2透射后射入樣品池3內，樣品池3的出射光經過第二聚光鏡4透射后射入光譜儀5的入射狹縫中；樣品池3內充有待測六氟化硫分解氣體。在本實施方式中，4055cm-1激光器1用于發射波長為247μm的激光，第一聚光鏡2用于匯聚4055cm-1激光器1發出的激光，第二聚光鏡4用于匯聚樣品池3的出射光，光譜儀5用于獲得出射光的光強。具體實施方式二：本實施方式是對具體實施方式一所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置進一步限定，在本實施方式中，所述4055cm-1激光器1發出的激光經過第一聚光鏡2透射后射入樣品池3內的光為平行光。在本實施方式中，由于4055cm-1激光器1發出的激光經過第一聚光鏡2透射后射入樣品池3內的光為平行光，因此，第一聚光鏡2和樣品池3的相對距離時可變的，而對檢測結果不會產生影響。具體實施方式三：本實施方式是對具體實施方式一所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置進一步限定，所述第一聚光鏡2和第二聚光鏡4均為石英凸透鏡。石英凸透鏡的透光率好，能使測量的結果更精確。具體實施方式四：本實施方式是對具體實施方式一所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置進一步限定，所述光譜儀5的入射狹縫位于第二聚光鏡4的焦點處。本實施方式所述光譜儀5的入射狹縫位于第二聚光鏡4的焦點處是為了保證入射至光譜儀的出射光為最強光，從而保證了測量的精確度。具體實施方式五：本實施方式是對具體實施方式一所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置進一步限定，所述樣品池3為圓筒形，并且圓筒形的兩端均設有石英透鏡；圓筒形樣品池3的一端側壁上開有入氣口，圓筒形樣品池3的另一端側壁上開有出氣口。在本實施方式中，氣體由入氣口進入，由出氣口排出，這樣能夠加快氣體的交換速度，因為入氣口和出氣口分別設置在圓筒形樣品池3的兩端的側壁上，這樣設置減少了樣品池3內的氣體交換死角，也能達到對樣品池3內氣體的實施監測；同時為了達到更好的空氣交換效果入氣口和出氣口為反向開口；樣品池3的長度為40mm，樣品池3的內經為30mm。具體實施方式六：結合圖2說明本實施方式，本實施方式所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的方法，該方法包括以下步驟：步驟一、在樣品池3中充入待檢測的六氟化硫分解氣體，打開4055cm-1激光器1，通過光譜儀5獲得六氟化硫分解氣體的透射光光強I(λ)；步驟二、依據比爾定律，利用步驟一獲得的待測六氟化硫分解氣體的透射光光強I(λ)，獲得待檢測的六氟化硫分解氣體中二氧化硫的濃度N；所述比爾定律為：I(λ)＝I0(λ)eσN，其中，I0(λ)為空氣的透射光光強；λ為4055cm-1激光器1發出激光的波長，σ為待檢測的六氟化硫分解氣體中二氧化硫在4055cm-1激光器1發出的激光下的吸收截面。在本實施方式中，待檢測的六氟化硫分解氣體中二氧化硫在4055cm-1激光器1發出的激光下的吸收截面σ為樣品池3的截面面積。具體實施方式七：本實施方式對具體實施方式六所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的方法進一步限定，在本實施方式中，空氣的透射光光強I0(λ)的獲得方法為：在樣品池3中充入空氣，打開4055cm-1激光器1，通過光譜儀5獲得空氣的透射光光強I0(λ)。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，其特征在于，包括4055cm

【技術特征摘要】
1.測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，其特征在于，包括4055cm-1激光器(1)、第一聚光鏡(2)、樣品池(3)、第二聚光鏡(4)和光譜儀(5)；所述4055cm-1激光器(1)發出的激光經過第一聚光鏡(2)透射后射入樣品池(3)內，樣品池(3)的出射光經過第二聚光鏡(4)透射后射入光譜儀(5)的入射狹縫中；樣品池(3)內充有待測六氟化硫分解氣體。2.根據權利要求1所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，其特征在于，所述4055cm-1激光器(1)發出的激光經過第一聚光鏡(2)透射后射入樣品池(3)內的光為平行光。3.根據權利要求1所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，其特征在于，所述第一聚光鏡(2)和第二聚光鏡(4)均為石英凸透鏡。4.根據權利要求1所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，其特征在于，所述光譜儀(5)的入射狹縫位于第二聚光鏡(4)的焦點處。5.根據權利要求1所述的測量六氟化硫分解氣體中二氧化硫濃度的裝置，其特征在于，所述樣品池(3)為圓筒形，并且...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李林軍，白云峰，楊曦凝，楊玉強，劉洋，孫巍，魯鋼，
申請(專利權)人：黑龍江工程學院，黑龍江省電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23