The invention discloses a micro nano optical fiber sensor for detection of hydrogen dissolved in transformer oil, including laser, micro nano optical fiber, photoelectric detector and a control module, micro nano fiber in measured in transformer oil, micro / nano fiber surface is covered with hydrogen sensitive film, which is connected with output end connected by a laser transmitter and optical fiber the input end of the micro nano fiber, photoelectric detector connected by connecting the input fiber and the output end of the micro nano fiber, the output control end and the photoelectric detector of the laser transmitter are respectively connected with the electric control module, control module to control the emission parameters of laser transmitter, and calculate the hydrogen concentration according to the power signal of the detector output. The invention overcomes the shortcomings of the traditional optical fiber hydrogen sensor, and improves the performance of the optical fiber hydrogen sensor in the aspects of vibration resistance and response speed.
【技术实现步骤摘要】
一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器
本专利技术属于气体传感
,特别涉及了一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器。
技术介绍
油浸式电力变压器在运行过程中由于受到热、电和机械方面力的长期作用而逐渐老化,产生氢、乙炔、甲烷、乙烷、乙烯、二氧化碳、一氧化碳等多种小分子可燃性气体,变压器内部油纸绝缘的故障类型及严重程度对可燃性气体生成的种类、组分及产气速率均有关联。其中,在潜伏故障阶段,变压器内部的低能放电故障(局部放电)主要引发绝缘油中C-H化学键的断裂,裂解出的氢原子有会复合成氢分子,游离并溶解于绝缘油中。因此,可以通过监测变压器油中溶解的氢气来判断潜伏性故障的发生与否或相关故障的严重程度。当变压器存在潜伏性故障时,其气体产生量和气体产生速率将逐渐明显,人们通常抽取变压器油样使用气相色谱方法获得油中溶解的特征气体浓度后,就可以对变压器的故障情况进行分析。通常情况下,油中溶解气体检测时首先需将溶解气体通过振荡或脱气方法将小分子气体从溶解态解析出来,然后利用气相色谱、气体传感器等方式检测气体浓度,进而得到油中溶解气体的浓度值。油气分离装置非常复杂,部分分离技术的耗时也较长,并且油气分离的程度对检测结果产生直接的影响,易造成检测误差。由于光纤传感器具有本质安全的优势,所以具有替代传统电子式传感器的潜质。另外,光纤氢气传感器在抗电磁干扰、耐高温、重量轻、体积小、灵敏度高等方面也具有优势,因此国内外对光纤氢气传感研究非常重视,根据不同的传感原理和传感结构可以分为:(1)光强型氢气传感器利用氢敏薄膜在与氢气接触时形成氢化物,使得对光的吸收率发生变 ...
【技术保护点】
一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器,其特征在于:包括激光发射器、微纳光纤、光电探测器和控制模块,微纳光纤置于待测变压器油中,微纳光纤的表面覆盖有氢敏薄膜,激光发射器的输出端通过连接光纤与微纳光纤的输入端相连,光电探测器的输入端通过连接光纤与微纳光纤的输出端相连,激光发射器的控制端和光电探测器的输出端分别与控制模块电气连接,控制模块控制激光发射器的发射参数,并根据光电探测器输出的功率信号计算氢气浓度。
【技术特征摘要】
1.一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器,其特征在于:包括激光发射器、微纳光纤、光电探测器和控制模块,微纳光纤置于待测变压器油中,微纳光纤的表面覆盖有氢敏薄膜,激光发射器的输出端通过连接光纤与微纳光纤的输入端相连,光电探测器的输入端通过连接光纤与微纳光纤的输出端相连,激光发射器的控制端和光电探测器的输出端分别与控制模块电气连接,控制模块控制激光发射器的发射参数,并根据光电探测器输出的功率信号计算氢气浓度。2.根据权利要求1所述一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器,其特征在于:微纳光纤上设有腰区,该腰区的直径小于微纳光纤其他区域的直径。3.根据权利要求2所述一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器,其特征在于:激光发射器发出的激光的中心波长小于等于微纳光纤腰区的直径。4.根据权利要求2所述一种用于变压器油中溶解氢气检测的微纳光纤传感器,其特征在于:微纳光纤的腰区通过加...
【专利技术属性】
技术研发人员:江军,赵铭鑫,张潮海,吴淑群,黄国旺,程文馨,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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