一种气体成分监测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气体成分监测系统和方法。其中，该系统包括：光源，用于发出具有稳定性的光；滤光装置，用于对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强；储气池，用于存储待测气体，并具有隔离待测气体的功能；涉仪，用于使所述光源发出的光形成干涉光；光强传感器，用于探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号；数据采集装置，用于将所述电压信号转换成数字信号；数据处理装置，用于根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量。

Gas component monitoring system and method

The present invention discloses a gas composition monitoring system and method. Among them, the system includes a light source for a stability of light; light filtering device for light emitted by the light source is filtered to obtain the target wavelength and light intensity; storage pool for storing the gas to be measured, and the gas to be measured with isolation function; interferometer, used to make the light source form optical interference; light intensity sensor is used for detecting the interference light intensity, and originates from the interference light intensity into a voltage signal linear relationship; data acquisition device, the voltage signal is converted into digital signal; data processing device for digital signal according to the comparison of the parameters of the wavelength of the light, the interferometer and the collected data and the corresponding correction data, composition and content of the gas to be measured.

【技术实现步骤摘要】
一种气体成分监测系统和方法
本专利技术涉及气体成分监测
，特别涉及一种气体成分监测系统和方法。
技术介绍
SF6气体作为优良的绝缘介质和灭弧介质，在GIS设备、SF6断路器等电气设备中获得了广泛应用，但是在电气设备局部放电、电弧、火花等环境下，SF6气体易分解从而影响其性能，因此SF6气体监测对于电气设备稳定运行至关重要，如果SF6气体中混有杂质，达不到规定标准，那么它的灭弧和绝缘特性就会大大下降，对SF6气体的纯度进行实时监测可以直接判断SF6绝缘电气设备当前的绝缘状况，以及判断运行时间很长的SF6绝缘电气设备是否需要更换和维修。同时，为判断SF6绝缘电气设备已发生的故障类型、潜在的故障隐患，有必要对SF6气体的分解产物进行监测，从而综合判断SF6绝缘电气设备的绝缘状况。目前，SF6分解气体检测较常用的有光谱分析方法。光谱法检测SF6分解气体设备在设备校正的时候需要使用多种标准气体作为标准源来校正设备，但是众所周知标准气体的存储时间短、制备难度大，精度要求高，造成校正设备费用非常高，并且，SF6分解气体中有的气体具有一定的毒性，运输、保管及使用要求都较高，具备一定的危险性，给生产校正人员工作也会带来一定的危险。此外如果设备需要在使用时进行校正，标准气体的运输、保管及使用难度就更大。
技术实现思路
本专利技术提供一种气体成分监测系统和方法，用于解决现有技术中SF6分解气体检测设备在生产、安装过程中需要使用气体标准源所带来的气体标准源存储时间短，制备难度大，以及SF6分解气体中因有的气体具有一定的毒性导致的具备一定的危险性，设备在使用时进行校正，标准气体的运输、保管及使用难度就更大等技术问题。本专利技术实施例提供一种气体成分监测系统，包括：光源，用于发出频率和光强稳定且连续的红外光；滤光装置，用于对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强；储气池，用于存储待测气体，并具有隔离待测气体的功能；干涉仪，用于使所述光源发出的光形成干涉光；光强传感器，用于探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号；数据采集装置，用于将所述电压信号转换成数字信号；数据处理装置，用于根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量。本专利技术实施例提供的系统中，采用光源发光，滤光装置对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强，储气池存储待测气体，并具有隔离待测气体的功能，干涉仪使所述光源发出的光形成干涉光，光强传感器探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号，数据采集装置将所述电压信号转换成数字信号，数据处理装置根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量的技术手段，解决了现有技术中在SF6分解气体检测设备在生产、安装过程中需要使用气体标准源所带来的气体标准源存储时间短，制备难度大，精度要求高，生产费用也很高等的技术问题，进而取得了通过储气池存储如标准气体等的待测气体，安全性高，易存储，通过数据处理装置可进行精准控制，系统通过测量待测气体参数与校正参数相比较，便可得出待测气体的成分和含量的技术效果。可选的，该系统还包括：电源控制装置，用于控制所述气体成分监测系统中各装置的电源；滤光控制装置，用于根据所述数据处理装置提供的参数，控制所述滤光装置得到所述目标波长的光和光强。可选的，该系统还包括：真空装置，用于将储气池抽为真空状态；所述储气池，具体用于充入不同种类和不同含量的待测气体，所述待测气体为用于基底气体校正的标准气体；所述数据采集装置，还用于采集所述不同种类和不同含量的待测气体的数字信号；所述数据处理装置，还用于针对采集到的所述不同种类和不同含量的待测气体的数字信号进行傅里叶分析，得到所述不同待测气体在不同含量下的标准曲线，以及根据所述标准曲线和所述储气池经所述真空装置抽出真空状态时的光强数据获取所述校正参数中的原始校正参数。可选的，所述储气池，具体用于密闭存储所述气体成分监测系统自动校正用的标准气体；所述数据处理装置，还用于根据所述数据采集装置采集到所述标准气体的数字信号和所述原始校正参数，确定所述气体成分监测系统的设备校正参数。可选的，所述待测气体是以SF6为基底的气体。基于同样的专利技术构思，本专利技术实施例继续提供一种气体成分监测方法，包括：通过光源发出具有稳定性的光；对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强；将待测气体存储在具有隔离待测气体功能的储气池中；使所述光源发出的光形成干涉光；探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号；将所述电压信号转换成数字信号；根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量。本专利技术实施例提供的方法中，采用通过光源发光，对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强，将待测气体存储在具有隔离待测气体功能的储气池中，使所述光源发出的光形成干涉光；探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号；将所述电压信号转换成数字信号；根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量的技术手段，解决了现有技术中在SF6分解气体检测设备在生产、安装过程中需要使用气体标准源所带来的气体标准源存储时间短，制备难度大，精度要求高，生产费用也很高等的技术问题，进而取得了通过储气池存储如标准气体等的待测气体，安全性高，易存储，通过数据处理装置可进行精准控制，系统通过测量待测气体参数与校正参数相比较，便可得出待测气体的成分和含量的技术效果。可选的，该方法还包括：控制所述气体成分监测系统中各装置的电源；根据提供的参数控制所述目标波长的光和光强。可选的，所述将待测气体存储在具有隔离待测气体功能的储气池中，包括：充入不同种类和不同含量的待测气体，所述待测气体为用于基底气体校正的标准气体；该方法还包括：采集所述不同种类和不同含量的待测气体的数字信号；针对采集到的所述不同种类和不同含量的待测气体的数字信号进行傅里叶分析，得到所述不同待测气体在不同含量下的标准曲线，以及根据所述标准曲线和所述储气池真空状态时的光强数据获取所述校正参数中的原始校正参数。可选的，所述将待测气体存储在具有隔离待测气体功能的储气池，包括：密闭存储气体成分监测系统自动校正用的标准气体；该方法还包括：根据采集到所述标准气体的数字信号和所述原始校正参数，确定所述气体成分监测系统的设备校正参数。可选的，所述待测气体是以SF6为基底的气体。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例一中提供的一种气体成分监测系统的结构示意图；图2为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体成分监测系统，其特征在于，包括：光源，用于发出具有稳定性的光；滤光装置，用于对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强；储气池，用于存储待测气体，并具有隔离待测气体的功能；干涉仪，用于使所述光源发出的光形成干涉光；光强传感器，用于探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号；数据采集装置，用于将所述电压信号转换成数字信号；数据处理装置，用于根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量。

【技术特征摘要】
1.一种气体成分监测系统，其特征在于，包括：光源，用于发出具有稳定性的光；滤光装置，用于对光源发出的光进行过滤得到目标波长的光和光强；储气池，用于存储待测气体，并具有隔离待测气体的功能；干涉仪，用于使所述光源发出的光形成干涉光；光强传感器，用于探测所述干涉光的强度，并产生于所述干涉光的强度成线性关系的电压信号；数据采集装置，用于将所述电压信号转换成数字信号；数据处理装置，用于根据所述光源的波长、所述干涉仪的参数和所述采集到的数字信号对应的数据与校正数据进行比较，得到所述待测气体的成分和含量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：电源控制装置，用于控制所述气体成分监测系统中各装置的电源；滤光控制装置，用于根据所述数据处理装置提供的参数，控制所述滤光装置得到所述目标波长的光和光强。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，该系统还包括：真空装置，用于将储气池抽为真空状态；所述储气池，具体用于充入不同种类和不同含量的待测气体，所述待测气体为用于基底气体校正的标准气体；所述数据采集装置，还用于采集所述不同种类和不同含量的待测气体的数字信号；所述数据处理装置，还用于针对采集到的所述不同种类和不同含量的待测气体的数字信号进行傅里叶分析，得到所述不同待测气体在不同含量下的标准曲线，以及根据所述标准曲线和所述储气池经所述真空装置抽出真空状态时的光强数据获取所述校正参数中的原始校正参数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储气池，具体用于密闭存储所述气体成分监测系统自动校正用的标准气体；所述数据处理装置，还用于根据所述数据采集装置采集到所述标准气体的数字信号和所述原始校正参数，确定所述气体成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智威，马惟彬，宋彦斌，程平，鄢志平，赵冲，陈闽林，刘全春，凌志强，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11