[實(shí)用新型]利用光譜吸收法測(cè)量SF6分解物CF4氣體濃度的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420207727.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203786028U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯鋼;劉洋;宋杲;顏湘蓮;季嚴(yán)松;蘇鎮(zhèn)西;楊韌;趙也;姚強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;黑龍江省電力科學(xué)研究院;中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

六氟化硫(SF₆)具有優(yōu)良的絕緣滅弧性能和理化特性，作為絕緣介質(zhì)既可以減小設(shè)備尺寸，又能提高絕緣強(qiáng)度，伴隨著城市用地的日益緊張，廣泛應(yīng)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(shè)備中。?

純凈的SF₆是無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)味、不燃的惰性氣體，在溫度為150°C及以下時(shí)不易與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，正常運(yùn)行時(shí)分解產(chǎn)物極少或不分解。當(dāng)SF₆設(shè)備中發(fā)生絕緣隱患或故障時(shí)，無(wú)論是局部電暈、火花或是電弧放電，都必然會(huì)引起能量釋放，這些能量會(huì)使SF₆氣體發(fā)生分解反應(yīng)，生成H₂S、SO₂、CF₄、SF₃、SF₄等多種低氟硫化物。SF₆分解組分會(huì)加速GIS內(nèi)絕緣的老化和金屬材料表面的腐蝕，加重局部放電程度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致GIS發(fā)生突發(fā)性絕緣故障。因此對(duì)SF₆濃度的測(cè)量是必須的。?

目前國(guó)內(nèi)外均有大量商業(yè)化的SF₆檢測(cè)器，歸納起來(lái)主要有4種測(cè)量方法：高壓擊穿法、色譜法、離子移動(dòng)度計(jì)和紅外光吸收譜法。?

高壓擊穿法主要是根據(jù)待測(cè)SF₆擊穿電壓的變化來(lái)進(jìn)行定性測(cè)量，并不能定量給出SF₆氣體濃度，而且不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。?

色譜法：色譜法被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜組分的分離與鑒定。一般由真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、檢測(cè)器和計(jì)算機(jī)控制等部分組成。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度和靈敏度較高。缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴，且不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。?

離子移動(dòng)度計(jì)法：它是通過(guò)對(duì)設(shè)備中SF₆氣體總體雜質(zhì)含量的測(cè)定，來(lái)反應(yīng)設(shè)備中SF₆氣體的優(yōu)劣程度。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量成分多，精度較高。缺點(diǎn)是易受實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件影響，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有測(cè)量CF₄氣體濃度的裝置不能同時(shí)滿足測(cè)量精度高和測(cè)量設(shè)備成本低，并且不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，提供了一種利用光譜吸收法測(cè)量SF₆分解物CF₄氣體濃度的裝置。?

本發(fā)明所述利用光譜吸收法測(cè)量SF₆分解物CF₄氣體濃度的裝置，它包括激光器、第一聚光鏡、樣品池、第二聚光鏡和光譜儀，激光器出射的光射入第一聚光鏡，經(jīng)第一聚光?鏡的透射變成平行光入射至樣品池，樣品池將出射光輸送至第二聚光鏡，經(jīng)第二聚光鏡的聚焦輸送至光譜儀的入射狹縫中。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所述利用光譜吸收法測(cè)量SF₆分解物CF₄氣體濃度的裝置能夠測(cè)量1ppm以上CF₄氣體的濃度，能夠精確測(cè)量分解氣體中CF₄氣體的濃度。同時(shí)，本發(fā)明易于實(shí)際應(yīng)用、裝置簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理過(guò)程簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高，能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)。測(cè)量精度達(dá)1ppm。?

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述利用光譜吸收法測(cè)量SF₆分解物CF₄氣體濃度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述利用光譜吸收法測(cè)量SF₆分解物CF₄氣體濃度的裝置，它包括激光器1、第一聚光鏡2、樣品池3、第二聚光鏡4和光譜儀5，激光器1出射的光射入第一聚光鏡2，經(jīng)第一聚光鏡2的透射變成平行光入射至樣品池3，樣品池3將出射光輸送至第二聚光鏡4，經(jīng)第二聚光鏡4的聚焦輸送至光譜儀5的入射狹縫中。?

本實(shí)施方式中，光譜儀5的入射狹縫位于第二聚光鏡4的焦點(diǎn)處，用于保證最強(qiáng)光射入光譜儀5。?

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，所述激光器1發(fā)射的激光束的波長(zhǎng)為7.8μm。?

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，所述光譜儀5的入射狹縫位于第二聚光鏡4的焦點(diǎn)處。?

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，所述樣品池3為密封的圓筒結(jié)構(gòu)。?

該裝置在使用時(shí)：首先在樣品池3中充入大氣，打開(kāi)激光器1，通過(guò)光譜儀5獲取大氣的光譜；然后將待測(cè)氣體CF₄充入樣品池；通過(guò)光譜儀5獲取待測(cè)氣體CF₄的光譜；根據(jù)比爾定律獲取待測(cè)氣體CF₄的濃度。?