[發明專利]一種吸入式SF6氣體泄漏監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201210486603.8
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103017991A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 趙建華;陳迎春
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01M3/38
• 分類號: G01M3/38;G01N21/35
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

1.一種吸入式SF6氣體泄漏監測裝置，其特征在于：該裝置包括出氣口（1）、進氣口（2）、紅外光源（3）、窗口片一（4）、窗口片二（5）、參比濾光片（6）、測量濾光片（7）、雙通道紅外探測器（8）、溫度探測器（9）、信號調理模塊（10）、A/D轉換模塊（11）、數據處理模塊（12）、光源驅動模塊(13)、裝置本體(14)、端蓋一（15）和端蓋二（16）；內部中空的裝置本體（14）形成一個氣室，氣室內壁鍍金反射膜，其上設出氣口（1）和進氣口（2），裝置本體（14）兩端裝有窗口片一（4）及窗口片二（5），使氣室密封而不阻礙紅外光傳輸，氣室之中設置有溫度探測器（9），窗口片一（4）的左側設有紅外光源（3），通過端蓋一（15）固定并與裝置本體（14）相連，窗口片二（5）的右側設有雙通道紅外探測器（8），雙通道紅外探測器（8）的兩個通道前面分別裝有參比濾光片（6）和測量濾光片（7），從而使得雙通道紅外探測器（8）能輸出一個參比信號和一個測量信號，通過端蓋二（16）固定雙通道紅外探測器（8）并與裝置本體（14）連為一體，所述的針對SF6氣體泄漏監測的參比濾光片（6）和測量濾光片（7）均為超窄帶干涉濾光片，在端蓋二（16）外面設有電路板，電路板固定在端蓋二（16）上。

2.根據權利要求1所述的一種吸入式SF6氣體泄漏監測裝置，其特征在于：電路板上包括信號調理模塊（10），A/D轉換模塊（11），數據處理模塊（12）和光源驅動模塊（13），信號調理模塊（10）對參比信號和測量信號進行放大和濾波，A/D轉換模塊（11）將模擬電信號轉換成數據處理模塊（12）能夠接收的數字信號，數據處理模塊（12）根據接收到的數字信號計算出被測氣體的濃度并將此濃度對外輸出，光源驅動模塊（13）驅動紅外光源（3）發出穩定的紅外光。

3.根據權利要求1所述的一種吸入式SF6氣體泄漏監測裝置，其特征在于：參比濾光片（6）的中心波長為3.95μm±40nmm，半帶寬為90nm±20nm，測量濾光片（7）的中心波長為10.55μm±80nm，半帶寬為90nm±20nm。

4.一種吸入式SF6氣體泄漏監測的方法，采用權利要求1或2或3所述的吸入式SF6氣體泄漏監測裝置，其特征在于：通過真空泵連接出氣口（1），促使被測泄漏氣體由進氣口（2）不斷流入氣室，連接外部電源供電以后，光源驅動模塊（13）驅動紅外光源（3）發出紅外光，經過進入氣室內的氣體吸收，又經過參比濾光片（6）和測量濾光片（7）到達雙通道紅外探測器（8），雙通道紅外探測器（8）兩個通道分別產生一個包含光源和環境信息的參比信號和一個包含被測氣體濃度信息的測量信號，這兩個信號通過信號調理模塊（10）的放大、濾波和A/D轉換模塊（11）轉換成數字信號之后，輸入到數據處理模塊（12），數據處理模塊（12）通過數據處理排除掉光源和環境的影響，根據事先寫入的濃度計算模型得到被測泄漏SF6氣體的濃度，與此同時，溫度探測器（9）也將探測到的被測泄漏SF6氣體的溫度輸入到數據處理模塊（12），數據處理模塊（12）再對被測泄漏SF6氣體濃度進行溫度修正，從而得到真實的被測泄漏SF6氣體濃度，將此SF6濃度對外輸出。

5.根據權利要求4所述的一種吸入式SF6氣體泄漏監測的方法，其特征在于：所述的數據處理模塊（12）中數據處理時針對泄漏SF6氣體的特性，采用多點標定方法，建立泄漏SF6氣體濃度計算模型，標定時，在泄漏SF6監測量程范圍內選擇多個濃度點，配制標準混合氣，根據測量電壓和參比電壓得到一個只包含氣體濃度信息的變量D以消除光源的影響，根據D值與標準濃度X0值之間的對應關系建立泄漏SF6氣體濃度計算模型，將此模型及標定時的溫度信息一并寫入單片機存儲器內，實際監測時，數據處理模塊（12）接收測量電壓、參比電壓和溫度三個數值，先計算出泄漏SF6氣體濃度信息變量D，以排除可能存在的光源波動和環境影響，再根據事先寫入的泄漏SF6氣體濃度計算模型計算出對應的濃度值，然后根據溫度進行溫度補償，得到補償后的泄漏SF6氣體濃度，此濃度即為被測泄漏SF6氣體的真實濃度值。