用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的系统(1)，所述系统(1)包括用于储存液体和/或气体或气体混合物的容器(2)，连接于容器(2)的液体泵(3)，用于向系统(1)供应液体和排空系统(1)液体的器件，连接于容器(2)的气体分析器，以及连接于所述容器(2)的管道(14)，其中，所述管道(14)、所述液体泵(3)和所述容器(2)构造成使所述液体循环。本发明专利技术还涉及一种从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的方法。本专利技术进一步涉及用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的系统。本专利技术还进一步涉及其上存储有一组计算机可执行指令的计算机可读介质。
技术介绍
溶解在液体中的气体的分析是在工业和环境应用中监测气体含量(例如油和水)的常见技术挑战。一个重要的例子是大型电源变压器的状态监测，其主要基于变压器油溶解气体分析。文献“Oil-filledelectricalequipment–Samplingofgasesandanalysisoffreeanddissolvedgases–Guidance,InternationalElectricalCommission,InternationalStandard,Edition4.0(2011),ISBN978-2-88912-768-9”涉及用于从电源变压器中从气体收集继电器采集气体的技术。用于在线测量溶解在被电源变压器及其有载接头转换器所容纳的油中的气体或气体混合物的现有设备通常使用所谓的顶空取样技术，或通过半渗透膜对所溶解的气体或气体混合物进行取样。由于例如在不同种类的油之间的溶解系数的变化，顶空取样技术是测量溶解的气体含量的本质上相当不准确的方式。同样受到污染问题困扰的使用半渗透膜的其它方法也是如此。高端的在线设备使用真空抽吸取样，但其使用了复杂的技术，例如真空泵，因此是昂贵的。芬兰专利申请20135951进一步描述了用于对溶解在液体中的气体或气体混合物进行气体浓度测量的方法和系统。使用提取系统从液体样品中提取溶解在该液体样品中的气体或气体混合物，并导入测量室中。然后借助于辐射源产生测量信号，该测量信号被导入处在包含有待测量的气体或气体混合物的测量室中的测量对象。使用至少两个波长对测量信号进行滤波，其中滤波优选地通过可电调谐的短谐振器法布里-珀罗干涉仪来实现。然后，利用检测器检测经滤波的测量信号。此外，文献EP1950560A1公开了一种方法，其涉及用变压器油填充分离容器，使得气体室保持在分离容器中的变压器油的上方。从变压器油上方的气体空间用气体来填充测量室。借助于传感器设备、特别是设置在测量室中的传感器设备来在测量室中测量气体组分的浓度。该传感器设备测量选自二氢、一氧化碳、乙烯和乙炔的一种或多种气体组分的浓度。该文献还教导了用于定量分析变压器油中的气体的设备。文献US6443001B1教导了一种用于在钻井操作期间由井流体携带的成分的提取、分析和测量方法和系统。搅拌容器中所容纳的钻井流体，以便通过脱气和蒸发有利于提取。搅拌操作可以通过旋转搅拌器进行。测量方式包括昂贵的真空泵，以便创造可达到数个毫巴的真空。文献JPS60253840A公开了防止溶解的气体渗透进入油浸电机槽的方法。使用波纹管在气体提取室中提供空间。空气流入该空间中，并由此气态混合物被导入检测室中。
技术实现思路
本专利技术的一些实施方案的目的在于提供用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的方法。本专利技术的一些实施方案的另一个目的在于提供用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的系统。此外，本专利技术的一些实施方案的目的在于提供其上存储有一组计算机可执行指令的计算机可读介质。根据本专利技术的一些实施方案的方法和系统特别旨在用于溶解在被电力变压器及其有载接头转换器所容纳的油中的气体或气体混合物的在线测量。这些目的以及其他目的通过如下文描述和要求的本专利技术的实施方案来实现。根据本专利技术的一个方面，提供了用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的系统，该系统包括用于储存液体和/或气体或气体混合物的容器，与所述容器连接的液体泵，用于给该系统供给液体和排空系统的液体的器件，与所述容器连接的气体分析器，以及与所述容器连接的管道，其中，所述的管道、液体泵和容器被构造成使所述液体循环。根据一个实施方案，所述液体泵被构造成使液体流动方向反转。根据另一实施方案，该系统包括用于使液体流动方向反转的器件。在一个实施方案中，所述系统包括与所述容器、所述管道和/或气体分析器的测量室连接的压力传感器。在一个实施方案中，所述系统包括用于测量容器中的液位的器件。在另一个实施方案中，用于给系统供给液体和排空系统的液体的器件包括入口/出口管道。根据一个实施方案，所述入口/出口管道与第一三通阀连接，所述第一三通阀与所述液体泵和管道连接。在一个实施方案中，所述系统包括第二三通阀，其与所述容器、管道和气体分析器连接。在另一个实施方案中，所述系统包括被设置来用于将空气排出出系统的阀。根据一个实施方案，所述容器包括大致处于容器顶部的第一开口和大致处于容器底部的第二开口。根据另一个实施方案，液体泵被密封。在一个实施方案中，如果液体靠近抽吸元件，则在容器顶部的气体/液体入口构件被构造成同时吸取气体和液体两者。在某个实施方案中，气体/液体入口构件的横截面积小于与该气体/液体入口构件连接的管道的横截面积的50％。在另一个实施方案中，系统包括用于机械搅拌液体的设备。根据一个实施方案，系统包括用于控制容器中的液体的温度的器件。根据另一方面，本专利技术的实施方案的目的还可以通过用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的方法来实现，该方法包括以下步骤：-使用机械搅拌和基本上从环境压力减小的压力从所述液体中提取气体或气体混合物，-将提取的气体或气体混合物转移到气体分析器中，和-使气体或气体混合物重新溶解在所述液体中。根据一个实施方案，通过提高液位将气体或气体混合物转移到气体分析器中。在一个实施方案中，将所提取气体或气体混合物转移到气体分析器中并测量气体或气体混合物浓度之后，气体压力或气体混合物压力在连续的测量之间被气体分析器改变。在某个实施方案中，气体压力或气体混合物压力通过提高或降低液位来改变。根据一个实施方案，气体或气体混合物通过使液体从容器底部循环至容器顶部来提取，此时容器顶部含有通常小于0.5巴，一般小于0.3巴，并优选小于0.2巴的压力的气体或气体混合物。在一个实施方案中，通过使液体/气体混合物从容器顶部循环至容器底部，或者从容器底部循环至容器顶部来使气体或气体混合物重新溶解到液体中。根据一个实施方案，在液位被提高或降低时使用液体泵，以便改变压力而不产生多余的气体提取。根据另一个实施方案，当液位被提高时停止液体泵，而流动被流体静力学压力所驱动，以便改变压力而不产生多余的气体提取。根据本专利技术的另一个方面，提供了其上存储有一组计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执行指令能够促使与根据权利要求1至14中任一项所述的系统相连接的处理器计算溶解在液体样品中的气体或气体混合物含量。通过本专利技术的实施方案获得了显著的优点。通过本专利技术的实施方案，提供了用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的方法和系统。根据本专利技术的一些实施方案的方法和系统能够实现与高端的真空提取方法和系统相当的高度提取。所提供的系统技术上简单，且具成本效益。该系统不包括真空气体提取设备通常具有的、需要维护的昂贵的真空泵。系统中也不包含易发污染的半渗透膜。此外，该系统不需要与线性电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的系统(1)，所述系统(1)包括：‑用于储存液体和/或气体或气体混合物的容器(2)，‑连接于所述容器(2)的液体泵(3)，‑用于向系统(1)供给液体和排空系统(1)的液体的器件，‑连接于所述容器(2)的气体分析器(24)，以及‑连接于所述容器(2)的管道(14)，其中，所述管道(14)、所述液体泵(3)和所述容器(2)被配置成使液体循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.18 FI 201457291.一种用于从液体中提取气体或气体混合物以进行溶解气体或气体混合物分析的系统(1)，所述系统(1)包括：-用于储存液体和/或气体或气体混合物的容器(2)，-连接于所述容器(2)的液体泵(3)，-用于向系统(1)供给液体和排空系统(1)的液体的器件，-连接于所述容器(2)的气体分析器(24)，以及-连接于所述容器(2)的管道(14)，其中，所述管道(14)、所述液体泵(3)和所述容器(2)被配置成使液体循环。2.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述液体泵(3)被配置成使液体流动方向反转，或者所述系统(1)包括用于使所述液体流动方向反转的器件。3.根据权利要求1或2所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)包括连接到所述容器(2)、所述管道(14)和/或气体分析器的测量室(11)的压力传感器(12)。4.根据权利要求1或3所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)包括用于测量所述容器(2)中的液位的器件。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(1)，其特征在于，用于向所述系统(1)供给液体和排空系统(1)的液体的器件包括入口/出口管道(15)。6.根据权利要求5所述的系统(1)，其特征在于，所述入口/出口管道(15)连接于第一三通阀(4)，所述第一三通阀(4)连接于所述液体泵(3)和所述管道(14)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)包括连接于所述容器(2)、所述管道(14)和所述气体分析器(24)的第二三通阀。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)包括被配置成将空气从所述系统(1)中排出的阀。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述容器(2)包括大致处在所述容器(2)的顶部的第一开口(17)和大致处在所述容器(2)的底部的第二开口(18)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述液体泵(3)是气密性密封的。11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统(1)，其特征在于，在所述容器(2)的顶部上的气体/液体入口构件被配置成同时吸取...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨米·维尔塔宁，韦利·佩卡·维坦恩，
申请(专利权)人：维萨拉公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI