[發明專利]一種基于光聲光譜原理的變壓器油中糠醛含量檢測裝置

在審

• 申請號: 201410572759.7
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104297199A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 賀紹鵬;林海丹;司昌健
• 申請（專利權）人: 吉林省電力科學研究院有限公司;國網吉林省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577;G01N21/01
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明涉及一種電力工程技術領域的變壓器油中溶解的糠醛含量檢測裝置，具體涉及一種基于光聲光譜原理的糠醛含量檢測裝置。

背景技術

電力系統用絕緣紙普遍應用于變壓器的油紙絕緣系統中，以絕緣油和紙板作為主要的結構型式作為變壓器的主絕緣，采取薄紙筒小油隙結構。這種結構把油隙分割得很細、電場很均勻，油填充了紙中薄弱點的空氣隙，紙在油中起屏蔽作用，故總體耐電強度很高，間隙的擊穿強度可大大提高。

糠醛，學名呋喃甲醛，分子式為C₅H₄O₂,是呋喃環系最重要的衍生物，有杏仁樣氣味。電力變壓器的絕緣紙屬于纖維素絕緣材料，它是由90%的的α-纖維素，10%的半纖維素及極少址的木素等構成。紙絕緣在熱作用下會發生裂解反應，溫度升高時反應加速，水解和氧化的作用還會使絕緣材料劇烈分解。變壓器油中的呋喃甲醛是變壓器絕緣紙的纖維素受高溫、水分、氧氣等作用后裂解的產物，而非變壓器油裂解生成的。變壓器是電力系統最重要的電力設備之一，它的安全穩定運行與其絕緣系統有直接關系，絕緣紙則是變壓器絕緣系統中重要的構成部分，因此絕緣紙的老化程度是評估電力變壓器性能的重要指標。

合格的新變壓器油、變壓器內部非纖維素絕緣材料的老化都不會產生呋喃甲醛，變壓器油中的呋喃甲醛是唯有在紙絕緣老化才生成的產物，故檢測變壓器油中糠醛的含量，可以敏感反應變壓器紙絕緣的老化情況。

目前糠醛的檢測方法主要有液相色譜法、紅外光譜法、氣相色譜法。氣相色譜法由于樣品中大量烴類的嚴重干擾，使測定條件的選擇十分困難，樣品前處理難度很大。紅外光譜法靈敏度較低，使其的應用存在一定的局限性。目前廣泛使用的液相色譜法又存在價格昂貴，日常維護費用高，操作手續繁瑣，要用各種填料柱，容量小，分析生物大分子和無機離子困難，流動相消耗大且有毒性的居多，檢測耗時長等缺點。

發明內容

本發明提供一種基于光聲光譜原理的變壓器油中糠醛含量檢測裝置，以解決目前糠醛的檢測裝置存在的靈敏度較低、樣品前處理難度大、操作手續繁瑣、檢測耗時長的問題。

本發明采取的技術方案是：紅外光源與球面反射鏡固定連接，斬光器放置于紅外光源的正前方，直流電機安裝在斬光器的斬光盤的中心位置，光聲腔安裝在斬光器的正前方，且入射窗的中心位置與紅外光源對準，注油閥固定在光聲腔的正上方靠近出射窗的位置，微音器安裝在光聲腔的正下方的中心位置，激光功率計位于光聲腔的正前方，且激光功率計的光學感受器中心位置與光聲腔的出射窗的中心位置對準，所述激光功率計、光聲腔、斬光器?、球面反射鏡分別通過支架與防震臺固定連接，并使光路準直，微音器和激光功率計的信號輸出端子與鎖相放大器相連接，鎖相放大器的輸出端子與信號采集處理模塊相連接，電源模塊與信號采集處理顯示模塊、微音器、激光功率計、紅外光源、斬光器的供電端子相連接。

本發明一種實施方式是，紅外光源的材料為鎳鉻合金絲。?

本發明一種實施方式是，球面反射鏡有鍍金層。?

本發明一種實施方式是，所述光聲腔為非諧振式光聲腔，內部為圓柱形儲油腔，在光聲腔的出射窗一側放置ZnSe玻璃片、入射窗一側放置濾光片，光聲腔的入射窗和出射窗分別通過密封圈一、密封圈二和4個緊固螺栓固定在光聲腔的左右兩端。

本發明一種實施方式是，光聲腔的入射窗和出射窗采用與光聲腔同質的不銹鋼材料，并在入射窗和出射窗上分別有入射孔和出射孔。

本發明一種實施方式是,注油閥采用透明的鋼化玻璃材料制成。

本發明一種實施方式是，濾光片采用中心波長為5860±30nm的干涉濾光片。

本發明一種實施方式是，微音器采用樓氏電子公司的WP-23501-053型號防水、防腐蝕傳感器。

本發明一種實施方式是，激光功率計采用熱電堆激光功率計探頭。

本發明一種實施方式是，鎖相放大器由AD630乘法器和低通濾波器構成，可以將激光功率計提供的參考信號相同頻率聲音信號的幅值提取出來。