[發明專利]一種變壓器油中氣體檢測裝置

在審

• 申請號: 202010106127.7
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111239100A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 錢國超;彭慶軍;王建新;陳偉根;王品一;馬儀;程志萬;鄒德旭;王山;洪志湖;萬福;顏冰;代維菊
• 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: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 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

1.一種變壓器油中氣體檢測裝置，其特征在于，包括：

激光單元(1)，用于發出激光；

聲電聯合調制單元(2)，包括聲光調制器(23)，設置在所述激光單元(1)的出光側，用于對所述激光進行聲光調制，增強所述激光的強度；電光調制器(211)，設置在聲光調制器(23)的出光側，用于對所述聲光調制器(23)輸出的光信號進行相位、幅度、強度以及偏振狀態的調制；

氣室單元(3),設置在所述聲電聯合調制單元(2)的出光側，用于放置FP諧振腔并填充待測氣體；

所述FP諧振腔由第一高反鏡(31)和第二高反鏡(32)構成，用于提高進入腔內激光的功率，所述FP諧振腔內的激光穿過所述待測氣體，并使得所述待測氣體產生拉曼散射光；

PDH頻率鎖定單元(4)，用于根據所述FP諧振腔反饋的激光信號，調節所述FP諧振腔的腔長；

光譜采集單元(5)，用于對所述FP諧振腔發出的所述拉曼散射光進行采集與檢測。

2.根據權利要求1所述的變壓器油中氣體檢測裝置，其特征在于，所述激光單元(1)包括：

激光器(11)，用于發射激光；

準直鏡(12)，設置在所述激光器(11)的出光側，用于將所述激光準直為平行光；

帶通濾波鏡(15)，設置在所述準直鏡(12)的出光側，用于濾除雜散光，以減小光譜噪聲。

3.根據權利要求2所述的變壓器油中氣體檢測裝置，其特征在于，所述聲電聯合調制單元(2)還包括：

第一半波片(21),設置在所述帶通濾波鏡(15)的出光側，用于調節所述激光單元(1)出射激光的偏振方向；

第一偏振分束器(22)，設置在所述第一半波片(21)的出光側，用于對所述激光進行分束，形成正交的兩束激光，其中一束所述激光透射過第一偏振分束器(22)后進入所述聲光調制器(23)，另一束進入第二半波片(29)；

第一四分之一波片(24)，設置在所述聲光調制器(23)的出光側，用于調節所述激光的偏振態；

第三反射鏡(25)，設置在所述第一四分之一波片(24)的出光側，用于將所述激光反射，使得所述激光再次經過所述第一四分之一波片(24)和所述聲光調制器(23)，然后經所述第一偏振分束器(22)到達所述第二半波片(29)；

偏振片(210)，設置在所述第二半波片(29)和所述電光調制器(211)之間，用于提高所述激光的偏振性。

4.根據權利要求3所述的變壓器油中氣體檢測裝置，其特征在于，所述氣室單元(3)還包括一個氣室，所述氣室安裝有：

第一窗口鏡(33)，設置在所述聲電聯合調制單元(2)發出激光側，用于使所述激光進出所述氣室；

第二窗口鏡(34)，設置在所述光譜采集單元(5)一側，用于所述拉曼散射光的收集；

氣密數據接口(35)，用于所述PDH頻率鎖定單元(4)輸出的負反饋控制信號進入所述氣室內；

進氣口(36)和出氣口(37)，用于待測氣體的進出所述氣室。

5.根據權利要求4所述的變壓器油中氣體檢測裝置，其特征在于，所述PDH頻率鎖定單元(4)包括：

第二偏振分束器(41)，設置在所述電光調制器(211)的出光側，用于對所述激光進行分束，形成正交的兩束激光，其中一束所述激光透射過第二偏振分束器(41)后進入第二四分之一波片(42)，另一束進入光電探測器(44)；

所述第二四分之一波片(42)，設置在所述第二偏振分束器(41)和所述氣室單元(3)之間，用于調節所述激光的偏振態；

所述光電探測器(44)，用于探測所述FP諧振腔反饋的激光強度，并輸出FP諧振腔激光透射信號；

PDH頻率鎖定器(45)，接收所述FP諧振腔激光透射信號，將所述激光器發出激光頻率與所述FP諧振腔激光透射信號進行混頻比較，輸出所述負反饋控制信號；

壓電位移器(46)，與所述第一高反鏡(31)或第二高反鏡(32)相連，用于根據所述負反饋控制信號，驅動所述第一高反鏡(31)或第二高反鏡(32)移動。