[發明專利]一種變壓器油中氣體檢測裝置

在審

• 申請號: 202110017766.0
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112630165A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王浩州;錢國超;王建新;陳偉根;彭慶軍;周峰;胡錦;王品一
• 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: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請提供的一種變壓器油中氣體檢測裝置，包括：差分亥姆霍茲諧振器、激光源單元、光聲信號探測單元；激光源單元包括兩個可調諧激光器和兩個帶孔毛玻璃；帶孔毛玻璃位于可調諧激光器與差分亥姆霍茲諧振器之間；光聲信號探測單元包括兩個駐極體麥克風、鎖相放大器和示波器；兩個駐極體麥克風探測到的聲信號為異相的，聲信號輸入鎖相放大器進行差分運算放大后輸入示波器進行顯示。本申請一種變壓器油中氣體檢測裝置利用兩個可調諧激光器，在無需更換激光器的情況下就可檢測吸收效應在不同波段的氣體，每個激光器對應產生一個光聲信號，將兩個光聲信號做差分，能消除噪聲增強信號，實現檢測的高靈敏度和極好的抗交叉干擾性。

技術領域

本申請涉及電氣領域技術領域，尤其涉及一種變壓器油中氣體檢測裝置。

背景技術

對于變壓器油中溶解氣體的檢測，現有故障特征氣體在線監測裝置主要由油氣分離器及油中脫出的故障特征氣體傳感檢測器兩大部分組成。分析表明：內部傳感檢測器存在的氣體交叉干擾、易老化、穩定性差等問題是造成目前故障特征氣體在線監測裝置分析誤差大、多誤判和漏判的主要原因。現有故障特征氣體傳感分析方法主要有：氣相色譜法、質譜法、半導體(碳納米管)氣敏傳感器、固態微橋式檢測器。氣相色譜法是微量故障特征氣體分析最常用的檢測方法，可實現準確測量。但色譜柱易老化，不利于長期檢測。質譜法具有高效、準確檢測的特點，但需結合色譜柱才能實現混合氣體的有效檢測；半導體(碳納米管)氣敏傳感器及固態微橋式檢測器靈敏度高，但存在混合氣體交叉敏感問題且易老化、穩定性低，其檢測準確度也有待提高。

發明內容

為了解決目前變壓器油中溶解氣體檢測裝置存在的氣體交叉干擾、易老化、穩定性差等技術問題，提出了一種基于差分亥姆霍茲共振增強光聲光譜的變壓器油中溶解氣體檢測裝置，用兩個可調諧激光器，實現不同波段范圍的氣體吸收效應檢測，滿足多種氣體的檢測需求，兩個激光器的波長都可以獨立調整。使用該裝置，可以實現變壓器油中溶解氣體的無損高靈敏度檢測，解決了不同氣體間的交叉干擾的問題，并且提高了檢測的穩定性。

本申請一種變壓器油中氣體檢測裝置，包括：差分亥姆霍茲諧振器、激光源單元、光聲信號探測單元；

所述激光源單元包括一號可調諧激光器、二號可調諧激光器、一號帶孔毛玻璃以及二號帶孔毛玻璃；

所述一號帶孔毛玻璃位于所述一號可調諧激光器與所述差分亥姆霍茲諧振器之間；所述二號帶孔毛玻璃位于所述二號可調諧激光器與所述差分亥姆霍茲諧振器之間；

光聲信號探測單元包括兩個駐極體麥克風、鎖相放大器和示波器；

所述兩個駐極體麥克風與所述鎖相放大器、所述示波器連接；所述兩個駐極體麥克風探測到的聲信號為異相的，所述聲信號輸入所述鎖相放大器進行差分運算放大后輸入所述示波器進行顯示。

可選的，所述一號可調諧激光器與所述二號可調諧激光器的波段不同，可檢測光聲效應處于不同波段的不同種類氣體；

所述一號可調諧激光器、二號可調諧激光器均被脈沖調制，調制頻率設置為與所述差分亥姆霍茲諧振器的共振頻率匹配。

可選的，所述差分亥姆霍茲諧振器包括兩個相同的由玻璃制成的圓柱形隔室、兩個相同的毛細玻璃管、兩個相同的套管式通氣口、兩個相同的三通閥、四個相同的玻璃窗口鏡以及兩個相同的反射鏡；

所述差分亥姆霍茲諧振器呈對稱機構；兩個所述隔室平行放置，所述玻璃窗口鏡設置在所述隔室的兩端，所述玻璃窗口鏡設置在所述隔室的兩端；所述玻璃窗口鏡可讓激光通過，所述玻璃窗口鏡傾斜放置，以避免向激光器直接反射；

兩個所述隔室通過兩個毛細玻璃管連接；

所述三通閥設置在所述毛細玻璃管的中間；所述三通閥設置在所述毛細玻璃管的中間；所述套管式通氣口與所述三通閥連接，所述套管式通氣口與所述三通閥連接；