一种气体监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种气体监测装置，包括设置在电气设备管道两侧、中轴线位于同一水平线的气体信息分析单元和光束方向转换单元，气体信息分析单元包括光源子单元、光束传输子单元和光信号处理子单元。光束传输子单元将光源子单元出射的预设波长的激光光束，经开关管路穿过管道内的目标气体，投射至光束方向转换单元；光束方向转换单元将该激光光束，经开关管路回穿过目标气体，平行反射回光束传输子单元，光束传输单元再将穿过目标气体的激光光束投射至光信号处理子单元；光信号处理子单元分析接收到的激光光束信号后得到目标气体的成分信息。本申请实现了目标气体成分的在线监测，可准确、高效检测气体分解产物，有效避免电气设备事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种气体监测装置
本技术涉及电力设备气体检测领域，特别是涉及一种气体监测装置。
技术介绍
随着电力技术的快速发展，电气设备在各行各业及日常生活中无处不在，电气设备的可靠性与安全性变得异常重要。六氟化硫(SF6)气体作为优良的绝缘介质和灭弧介质，被广泛的应用于六氟化硫气体绝缘断路器、气体绝缘组合电器(GasInsulatedSwitchgear，GIS)、变压器、互感器、电力电缆等各种高压、超高压、特高压电气设备中。对于长期运行的电气设备，SF6气体会分解产生出二氧化硫、四氟化碳、氟化硫、氢氟酸等微量气体，而这些分解产物大多是剧毒物质或者具有强烈腐蚀性物质，其腐蚀性也会对电气设备造成不良影响，在电力设备的运行过程埋下安全隐患。例如首先出现在电气故障中的四氟化碳气体。而现有技术中，针对SF6气体分解产物的检测方法为离线分析，也就是需要工作人员收集电气设备管道附近的气体，然后在实验室分析收集的气体，依次实现SF6气体分解产物的检测。离线分析需要收集气体时间、分析气体时间，而在气体分析之前，无法避免收集气体中的分解产物是否与其他接触物发生反应或者是泄漏，导致气体检测准确度降低且检测效率低下。举例来说，四氟化碳气体吸附性较强，同时化学性质活泼，极易与其他物质反应，离线测量手段难以有效检出四氟化碳气体。可见，准确、高效的检测SF6气体的分解产物，可实现在前期检出大量高压设备故障，并且获取故障发生时的前兆测试数据，从而有效避免电压设备事故发生。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种气体监测装置，实现了目标气体成分的在线监测，可准确、高效检测SF6气体的分解产物，有效避免电气设备事故的发生。为解决上述技术问题，本技术实施例提供以下技术方案：本技术实施例提供了一种气体监测装置，包括：包括设置在电气设备管道相对两侧的气体信息分析单元和光束方向转换单元：所述气体信息分析单元和所述光束方向转换单元的中轴线位于同一水平线；所述气体信息分析单元包括光源子单元、光束传输子单元和光信号处理子单元；所述光源子单元用于将预设波长的激光光束出射至所述光束传输子单元；所述光束传输子单元用于将所述激光光束，经所述电气设备的开关管路穿过管道内的目标气体，投射至所述光束方向转换单元；所述光束方向转换单元用于将入射的激光光束，经所述开关管路回穿过所述目标气体，平行反射回至所述光束传输子单元，以使所述光束传输子单元将穿过所述目标气体的激光光束投射至所述光信号处理子单元；所述光信号处理子单元包括光电探测器和信号处理电路，用于分析接收到的激光光束信号，以得到所述目标气体的成分信息。可选的，所述预设波长的激光光束为红外波段的光束。可选的，所述气体信息分析单元和所述光束方向转换单元通过螺栓固定在电气设备管道的法兰上。可选的，所述光源子单元包括激光器、准直器及连接所述激光器和所述准直器的光纤；所述激光器和所述准直器的中心位于同一水平线；所述准直器用于将所述激光器出射的激光光束耦合至所述光束传输子单元。可选的，所述光束传输子单元包括楔形镜模组和离轴抛面镜；所述楔形镜模组用于将所述激光光束，经所述电气设备的开关管路穿过管道内的目标气体，投射至所述光束方向转换单元；所述离轴抛面镜用于将穿过所述目标气体的激光光束经所述楔形镜模组后，聚焦反射至所述光信号处理子单元。可选的，所述楔形镜模组包括楔形镜、楔形镜镜盖、放置所述楔形镜的底座及设置在所述楔形镜外围的第一保护罩。可选的，还包括石墨密封垫；所述石墨密封垫设置在所述楔形镜与所述底座之间。可选的，所述光束方向转换单元为棱镜模组，所述棱镜模组用于将入射的激光光束，经所述开关管路穿过所述目标气体，平行反射至所述光束传输子单元；所述棱镜模组包括棱镜、棱镜镜盖、放置所述棱镜的底座、与所述棱镜相连的棱镜压板及设置在所述棱镜外围的第二保护罩。可选的，还包括设置在所述气体信息分析单元外围的铝质外壳。可选的，还包括设置在电路板表面的有机玻璃盖板。本技术实施例提供了一种气体监测装置，基于可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个吸收线进行测量，在电气设备的管道上安装气体信息分析单元和光束方向转换单元，光束传输子单元将激光光束按照预设路线在电气设备管道内部传输，穿过管道内部的目标气体后，再由光束方向转换单元将该激光光束，二次穿过目标气体后，平行反射回气体信息分析单元中被光信号处理子单元采集，光信号处理子单元分析激光光束携带的信息得到目标气体的成分。本申请实现了管道内部气体成分的在线监测，相比离线监测，可大幅提高气体的监测效率、成分检测准确度和精度，灵敏度且具有较宽的检测范围和高速的数据获取功能，目标气体为SF6气体，可高效、准确检测SF6气体的分解产物，在前期检出大量高压设备故障，并且获取故障发生时的前兆测试数据，从而可有效避免电压设备事故发生。本申请的技术方案不会影响管道内部目标气体成分含量，并且在电气设备加压运行条件下，光路结构也不会影响其管道内部正常的电场分布情况，交叉敏感度小、可靠性高、稳定性高、使用寿命长、安装便捷，实用性强，普适性强，具有好的经济效益和社会效益。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的气体监测装置的一种具体实施方式的结构框图；图2为本技术实施例提供的气体监测装置的一种具体实施方式的结构示意图；图3为本技术实施例提供的气体监测装置安装在电气设备管道上的一种具体实施方式的结构示意图；图4为本技术实施例提供的图2中右侧结构的局部细节图；图5为本技术实施例提供的图2中左侧结构的局部细节图；图6为本技术实施例提供的图2在一种观测角度下的结构示意图；图7为本技术实施例提供的图2在另一种观测角度下的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、气体监测装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。首先参见图1和图2，图1为本技术实施例提供的一种气体监测装置在一种具体实施方式下的结构框图，图2为气体监测装置在一种具体实施方式下的结构示意图，本技术实施例可包括以下内容：气体监测装置由设置在电气设备管道相对两侧的两部分构成，即包括气体信息分析单元1和光束方向转换单元2。气体信息分析单元1和光束方向转换单元2对称分布在气体管道两侧，且二者的中轴线位于同一水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体监测装置，其特征在于，包括设置在电气设备管道相对两侧的气体信息分析单元和光束方向转换单元：所述气体信息分析单元和所述光束方向转换单元的中轴线位于同一水平线；所述气体信息分析单元包括光源子单元、光束传输子单元和光信号处理子单元；所述光源子单元用于将预设波长的激光光束出射至所述光束传输子单元；所述光束传输子单元用于将所述激光光束，经所述电气设备的开关管路穿过管道内的目标气体，投射至所述光束方向转换单元；所述光束方向转换单元用于将入射的激光光束，经所述开关管路回穿过所述目标气体，平行反射回至所述光束传输子单元，以使所述光束传输子单元将穿过所述目标气体的激光光束投射至所述光信号处理子单元；所述光信号处理子单元包括光电探测器和信号处理电路，用于分析接收到的激光光束信号，以得到所述目标气体的成分信息。

【技术特征摘要】
1.一种气体监测装置，其特征在于，包括设置在电气设备管道相对两侧的气体信息分析单元和光束方向转换单元：所述气体信息分析单元和所述光束方向转换单元的中轴线位于同一水平线；所述气体信息分析单元包括光源子单元、光束传输子单元和光信号处理子单元；所述光源子单元用于将预设波长的激光光束出射至所述光束传输子单元；所述光束传输子单元用于将所述激光光束，经所述电气设备的开关管路穿过管道内的目标气体，投射至所述光束方向转换单元；所述光束方向转换单元用于将入射的激光光束，经所述开关管路回穿过所述目标气体，平行反射回至所述光束传输子单元，以使所述光束传输子单元将穿过所述目标气体的激光光束投射至所述光信号处理子单元；所述光信号处理子单元包括光电探测器和信号处理电路，用于分析接收到的激光光束信号，以得到所述目标气体的成分信息。2.根据权利要求1所述的气体监测装置，其特征在于，所述预设波长的激光光束为红外波段的光束。3.根据权利要求2所述的气体监测装置，其特征在于，所述气体信息分析单元和所述光束方向转换单元通过螺栓固定在所述电气设备管道的法兰上。4.根据权利要求3所述的气体监测装置，其特征在于，所述光源子单元包括激光器、准直器及连接所述激光器和所述准直器的光纤；所述激光器和所述准直器的中心位于同一水平线；所述准直器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张施令，姚强，苗玉龙，岳运奇，李新田，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50