[發明專利]一種光程可調的紅外檢測系統

在審

• 申請號: 202011512608.4
• 申請日: 2020-12-20
• 公開（公告）號: CN112730305A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 丁然;趙科;陳少波;肖焓艷;劉媛;李玉杰;陳軒;陶加貴;李洪濤;劉詠飛;楊騉;張曉星;田雙雙
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;湖北工業大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

一種光程可調的紅外檢測系統，包括：光源單元、氣室單元、檢測單元，光源單元，包括光源和準直器，用于使檢測用紅外光以單一方向入射至氣室單元；氣室單元，包括內部充有待測氣體的氣室，氣室呈長方體形狀，內部側壁設置有平面鏡，底部設置有紅外探測器，用于接收來自光源單元的檢測用紅外光，經過待測氣體后輸出至紅外探測器；檢測單元，包括數據處理顯示模塊，用于將紅外探測器檢測到的光強轉換為檢測數據在數據處理顯示模塊上顯示。本發明解決了可以通過設計制造不同光程長度的氣室來實現對光程的調節，在測量過程中不需要更換不同光程的氣室，并且操作方法簡單，成本較低。

技術領域

本發明屬于紅外光譜測量領域，更具體地，涉及一種光程可調的紅外檢測系統。

背景技術

在整個電力系統的運轉中運用了大量的氣體絕緣設備，以保證電力網絡的高效運轉。實際運用中廣泛用于氣體絕緣設備中的SF₆(六氟化硫)盡管具有高絕緣性能和滅弧能力，但其溫室效應潛能值極高，會給環境帶來巨大的危害。因此，為了符合綠色發展的理念，眾多學者對SF₆的降解和具有潛力替代SF₆的環保氣體展開了大量的研究。

在研究對SF₆的降解時，需要對降解后的氣體進行檢測來評估降解效果，以便選擇最佳的降解方案；在對環保氣體的分解性能進行研究時，也需要對擊穿、局放、熱解等實驗后的混合氣體進行檢測來評估其分解性能，以便選擇后續應用于工程實際時的最優混合比。在選擇檢測方法時，紅外光譜法因其掃描速度快、分辨率高而被廣泛用于混合氣體的檢測，且在實際檢測過程中，不僅僅限于在電力行業中對氣體的檢測。

紅外光譜的吸收現象和光程呈現正相關，因此在實際的測量過程中需要不同長度的光程來匹配不同濃度的氣體，以此得到較準確的結果。當氣體的濃度較大時，若光程過長，測量的過程中可能出現飽和現象；當氣體濃度較小時，若光程過小，吸收現象不明顯，測量結果不準確。目前，在實際測量過程中，改變光程主要是通過改變光在氣室內傳播的距離體現出來的，而進一步地主要是通過設計制造不同光程長度的氣室來實現對光程的調節，因此在實驗過程中測量不同濃度氣體時需要更換不同光程的氣室，操作復雜，且成本高。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種光程可調的紅外檢測系統，能夠實現在測量過程中可以快速高效地改變光程的大小。

本發明采用如下的技術方案。

一種光程可調的紅外檢測系統，包括：光源單元、氣室單元、檢測單元，

所述光源單元，包括光源和準直器，用于使檢測用紅外光以單一方向入射至氣室單元；

所述氣室單元，包括內部充有待測氣體的氣室，所述氣室呈長方體形狀，內部側壁設置有平面鏡，底部設置有紅外探測器，用于接收來自光源單元的檢測用紅外光，經過待測氣體后輸出至紅外探測器；

所述檢測單元，包括數據處理顯示模塊，用于將紅外探測器檢測到的光強轉換為檢測數據在數據處理顯示模塊上顯示。

優選地，光源單元還包括光傳播空間，光源通過光傳播空間進入氣室部分到達準直器。

優選地，在測量前調節準直器，以改變所述紅外光進入氣室時的入射角θ。

優選地，氣室的內部設有兩塊平面鏡，所述兩塊平面鏡為與側壁形狀相同的長方形，設置于氣室相互平行的兩個側壁上。

優選地，紅外探測器在氣室的底部且和平面鏡m以及平面鏡n的底部相接觸。

優選地，氣室單元還包括進氣口、出氣口、進氣口閥門、出氣口閥門、進氣口和出氣口上分別設有進氣口閥門和出氣口閥門。

優選地，光入射口設置在光傳播空間出口處和氣室內的準直器入口處，接收紅外光以單一方向入射至氣室內。