[發明專利]用于確定介質中夾帶的物質的存在的器件和方法

無效

• 申請號: 201210195527.5
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102809571A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: B·L·謝克曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術領域

本發明的領域通常涉及電力產生系統，并且更特別地，涉及用于使用微波發射器來確定介質中物質的存在的傳感器組件(sensor?assembly)和方法。

背景技術

至少一些已知的電力產生系統包括可能隨時間變得損壞或磨損的一個或多個部件。例如，至少一些已知的電力產生系統包括電氣變壓器(electric?transformer)。此外，至少一些已知的電氣變壓器包括容納在變壓器內的油以冷卻變壓器并提供電氣絕緣。油的質量可能隨著時間而改變，并且油可能具有污染物。例如，油可以分解成溶解于油中的各種氣體成分。用老化的油的繼續操作可能引起變壓器(例如變壓器中的布線)的損壞和/或可能帶來變壓器和/或系統的過早失效。因此，對變壓器內的油進行定期測試是必要的。

一種測量油質量的方式是測量介電常數。例如，與新的油樣本比較，老的油樣本的介電常數的改變可以指示油中夾帶的污染物(例如溶解的氣體、水或顆粒)的存在或者油的化學性質的改變(例如添加劑耗盡或氧化)。當檢測到油樣本的介電常數改變時，還可檢測該油樣本中的污染物的類型。例如，為了檢測變壓器中溶解的氣體的存在，至少可以使用一些已知的傳感器系統。這些傳感器系統中的一些使用在線(in-line)探測器(probe)測量來確定變壓器中溶解的氣體的存在。例如，在從變壓器中獲得油樣本后，使用光譜儀來分析油。更具體地，光譜儀相對于包括新的、無污染的油樣本的標準來分析該樣本。這樣的傳感器系統為識別油中的各種氣體成分提供了充足的信息。然而，由于分析通常在遠離變壓器的位置進行，所以這樣的系統可能是冗長的和昂貴的。此外，由于必須將油樣本帶到另一位置，因此傳感器系統不能提供實時數據。

發明內容

在一個實施例中，提供了一種用于確定介質中夾帶的至少一個物質的存在的方法。該方法包括發送至少一個微波信號到微波發射器。由微波發射器從微波信號產生至少一個電磁場。檢測介質的介電常數在從微波發射器接收的頻率處的改變。此外，將從微波發射器接收的頻率的期望功率電平與該頻率的實際功率電平比較以確定介質中夾帶的物質的存在。

在另一實施例中，提供了一種用于與電力產生系統一起使用的傳感器組件。該傳感器組件包括至少一個包含微波發射器的探測器，其中微波發射器配置為從至少一個微波信號產生至少一個電磁場。此外，傳感器組件包括至少一個耦合到探測器的信號處理裝置。信號處理裝置配置為檢測介質的介電常數在從微波發射器接收的頻率處的改變并將從微波發射器接收的頻率的期望功率電平與該頻率的實際功率電平比較以確定介質中夾帶的至少一個物質的存在。

在又一實施例中，提供了一種電力產生系統。該電力產生系統包括包含至少一個變壓器的機器，其中變壓器包括容納于其中的介質。傳感器組件鄰近變壓器放置。傳感器組件包括至少一個包含微波發射器的探測器，其中微波發射器配置為從至少一個微波信號產生至少一個電磁場。此外，傳感器組件包括至少一個耦合到探測器的信號處理裝置。信號處理裝置配置為檢測介質的介電常數在從微波發射器接收的頻率處的改變并將從微波發射器接收的頻率的期望功率電平與該頻率的實際功率電平比較以確定介質中夾帶的至少一個物質的存在。

附圖說明

圖1是示范性電力產生系統的框圖；

圖2是可用于與圖1所示的電力產生系統一起使用的示范性傳感器組件的框圖；

圖3是可由圖2所示的傳感器組件產生的示范性功率差響應(power?difference?response)的圖形示圖；以及

圖4是可用于使用圖2所示的傳感器組件來確定介質中物質的存在的示范性方法的流程圖。

具體實施例

本文所述的示范性方法、器件和系統克服了與已知的用于變壓器的傳感器系統關聯的至少一些缺點。特別地，本文所述的實施例提供了一種傳感器組件，其檢測介質的介電常數的改變并實時確定引起介電常數的改變的介質中的至少一個物質的存在。更具體地，傳感器組件包括包含微波發射器的探測器、以及至少一個耦合到探測器的信號處理裝置。信號處理裝置配置為檢測介質的介電常數在從微波發射器接收的頻率處的改變并將從微波發射器接收的頻率的期望功率電平與該頻率的實際功率電平比較以確定介質中夾帶的至少一個物質的存在。該比較使傳感器組件能確定在變壓器的油中任何氣體成分的存在。