[發明專利]一種絕緣油中水分無損檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201910476774.4
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110082293A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉榮海;孔旭暉;李宗紅;郭新良;鄭欣;楊迎春;許宏偉;何運華;周靜波;楊雪瀅;虞鴻江;宋玉鋒;焦宗寒;代克順;陳國坤;程雪婷
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/3577;G01N21/3586
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種絕緣油中水分無損檢測裝置，其特征在于，所述絕緣油中水分無損檢測裝置包括太赫茲波產生部件(1)、樣品測試部件(2)、數據處理部件(3)和配套計算機(4)；

所述太赫茲波產生部件(1)通過所述樣品測試部件(2)與所述數據處理部件(3)相連接；

所述樣品測試部件(2)通過所述數據處理部件(3)與所述配套計算機(4)相連接；

所述數據處理部件(3)通過所述配套計算機(4)與所述太赫茲波產生部件(1)相連接；

所述太赫茲波產生部件(1)包括太赫茲波產生箱體(5)、太赫茲波源(7)、分光棱鏡(8)和斬波器(9)；

所述太赫茲波源(7)、所述分光棱鏡(8)和所述斬波器(9)設置在所述太赫茲波產生箱體(5)的內部；

所述分光棱鏡(8)有間隔設置在所述太赫茲波源(7)靠近所述樣品測試部件(2)的方向上；

所述斬波器(9)有間隔設置在所述分光棱鏡(8)的一側；

所述太赫茲波產生箱體(5)靠近所述樣品測試箱體(6)的側面上設有第一孔隙(10)和第二孔隙(11)；

所述分光棱鏡(8)傳播太赫茲波經過所述第二孔隙(11)；

所述斬波器(9)傳播太赫茲波經過所述第一孔隙(10)；

所述樣品測試部件(2)包括樣品測試箱體(6)、第一透射太赫茲波探測器(15)、反射太赫茲波探測器(16)、光孔板(17)、樣品臺(18)、第二透射太赫茲波探測器(19)、樣品空氣(14)和樣品瓶(20)；

所述第一透射太赫茲波探測器(15)、所述反射太赫茲波探測器(16)、所述光孔板(17)、所述樣品臺(18)、所述第二透射太赫茲波探測器(19)、所述樣品空氣(14)和所述樣品瓶(20)設置在所述樣品測試箱體(6)的內部；

所述樣品瓶(20)設置在所述樣品臺(18)上；

所述樣品測試箱體(6)靠近所述太赫茲波產生部件(1)的側面上設有第三孔隙(12)和第四孔隙(13)；

所述第一孔隙(10)和所述第三孔隙(12)連線光路與所述第二孔隙(11)和所述第四孔隙(13)連線光路相平行；

所述第一孔隙(10)和所述第三孔隙(12)傳播太赫茲波經過所述樣品空氣(14)進入所述第一透射太赫茲波探測器(15)；

所述第二孔隙(11)和所述第四孔隙(13)傳播太赫茲波經過所述光孔板(17)進入所述樣品瓶(20)；

所述反射太赫茲波探測器(16)設置在所述樣品瓶(20)靠近所述光孔板(17)一側；

所述第二透射太赫茲波探測器(19)設置在所述樣品瓶(20)遠離所述光孔板(17)一側；

所述第一透射太赫茲波探測器(15)、所述反射太赫茲波探測器(16)和所述第二透射太赫茲波探測器(19)分別通過所述數據處理部件(3)與所述配套計算機(4)相連接。

2.根據權利要求1所述的絕緣油中水分無損檢測裝置，其特征在于，所述樣品測試部件(2)還包括二維掃描移動平臺(21)、除濕器(22)和濕度測試儀(23)；

所述二維掃描移動平臺(21)與所述樣品臺(18)相連接且設置垂直所述光孔板(17)所在太赫茲光路的方向上；

所述除濕器(22)和所述濕度測試儀(23)有間隔設置在所述樣品測試箱體(6)的底部。

3.根據權利要求2所述的絕緣油中水分無損檢測裝置，其特征在于，所述除濕器(22)設置在所述二維掃描移動平臺(21)靠近所述第四孔隙(13)的一側；

所述濕度測試儀(23)設置在所述二維掃描移動平臺(21)遠離所述第四孔隙(13)的一側。

4.根據權利要求1所述的絕緣油中水分無損檢測裝置，其特征在于，所述太赫茲波源(7)采用返波管。

5.一種絕緣油中水分無損檢測方法，其特征在于，所述絕緣油中水分無損檢測方法包括以下步驟：

建立數據庫：獲取同一種類不同水分含量的絕緣油，利用同一種類同一水分含量的絕緣油對樣品瓶(20)進行潤洗后將同一種類同一水分含量的絕緣油裝入樣品瓶(20)，并將樣品瓶(20)放置在樣品臺(18)上；啟動太赫茲波產生部件(1)、樣品測試部件(2)、數據處理部件(3)和配套計算機(4)，對樣品瓶(20)的某一測量點進行太赫茲波激發；獲取太赫茲波產生部件(1)中太赫茲波源光譜數據，包括相同數值但不同傳播光路的參考太赫茲波振幅和入射太赫茲波振幅，獲取樣品測試部件(2)中第一透射太赫茲波探測器(15)得到的空氣透射參考太赫茲波振幅、反射太赫茲波探測器(16)得到的反射太赫茲波振幅，以及第二透射太赫茲波探測器(19)得到的絕緣油透射太赫茲波振幅；將參考太赫茲波振幅、入射太赫茲波振幅、空氣透射參考太赫茲波振幅、反射太赫茲波振幅和絕緣油透射太赫茲波振幅輸入到數據處理部件(3)；數據處理部件(3)進行數據處理，首先由參考太赫茲波振幅減去空氣透射參考太赫茲振幅得到空氣吸收太赫茲波振幅，隨后由入射太赫茲波振幅減去空氣吸收太赫茲波振幅、反射太赫茲波振幅和絕緣油透射太赫茲振幅得到絕緣油中水分吸收太赫茲波振幅；同理得到不同測量點對應的絕緣油中水分吸收太赫茲波振幅，獲取不同測量點位置與絕緣油中水分吸收太赫茲波振幅的振幅譜，得到積分值；同理得到同一種類不同水分含量的積分值，獲得同一種類不同水分含量下測量振幅譜積分值對應關系數據；同理得到所需測量不同種類絕緣油，不同水分含量下測量振幅譜積分制對應關系數據，建立成數據庫；

樣品測試：利用待測絕緣油對樣品瓶(20)進行潤洗后將待測絕緣油裝入樣品瓶(20)中；啟動太赫茲波產生部件(1)、樣品測試部件(2)、數據處理部件(3)和配套計算機(4)，對樣品瓶(20)的待測絕緣油某一測量點進行太赫茲波激發；獲取太赫茲波產生部件(1)中太赫茲波源光譜數據，包括相同數值但不同傳播光路的參考太赫茲波振幅和入射太赫茲波振幅，獲取樣品測試部件(2)中第一透射太赫茲波探測器(15)得到的空氣透射參考太赫茲波振幅、反射太赫茲波探測器(16)得到的反射太赫茲波振幅，以及第二透射太赫茲波探測器(19)得到的絕緣油透射太赫茲波振幅；數據處理部件(3)進行數據處理，首先由參考太赫茲波振幅減去空氣透射參考太赫茲振幅得到空氣吸收太赫茲波振幅，隨后由入射太赫茲波振幅減去空氣吸收太赫茲波振幅、反射太赫茲波振幅和絕緣油透射太赫茲振幅得到絕緣油中水分吸收太赫茲波振幅；同理得到不同測量點對應的絕緣油中水分吸收太赫茲波振幅，獲取不同測量點位置與絕緣油中水分吸收太赫茲波振幅的振幅譜，得到積分值；根據數據庫下與測量絕緣油同種類的不同水分含量下測量振幅譜積分值對應關系數據進行比對，得到測量絕緣油的水分含量。