ＳＦ６气体测量装置，属于电力及环保领域气体含量测量设备领域。包括：出气口（１）、进气口（２）、检测滤光片（３）、检测传感器（４）、背景传感器（５）、背景滤光片（６）、气室（７）、光源（８）、微处理器（９）、Ａ／Ｄ转换（１０）、多路转换开关（１２）、滤波及预处理（１３），其特征在于：背景传感器（５）、检测传感器（４）特性相同／接近，背景传感器（５）和背景滤光片（６）到光源（８）的距离比检测传感器（４）和检测滤光片（３）近，两传感器光学滤光片的中心波长ＣＷＬ、半波带宽、ＨＰＢ相同／接近。与现有技术相比，具有价格低、检测效果好、适合民用等优点。
【技术实现步骤摘要】
SF6气体测量装置
SF6气体测量装置，属于电力及环保领域气体含量测量设备领域。技术背景传统的气体测量方法是采用NDIR法进行分析，根据某一特定气体对某段红外波长 的吸收特性原理来测量气体的浓度。这种测量方法具有以下几个特点1、当红外光通过待测气体时，这些气体分子对特定波长的红外光有吸收，其吸收关 系服从朗伯—比尔(Lambert-Beer)吸收定律；2、 光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特 性，各种气体的吸收系数U互不相同。对同一气体，y则随入射波长而变。3、 为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波 长的窄带滤光片，或使用窄带光源，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。传统NDIR气体测量的工作原理为被测气体从进气口进入气室，从出气口出(对 于弥漫式测量，被测气体也可从进出气口，扩散进气室)窄带光源透过气室中的被测气 体照射到检测滤光片和背景滤光片上，滤光片只让特定波长的红外光通过并对检测传感 器和背景传感器起作用，加背景传感器的作用是消除背景光和环境温度对测量的影响。 检测滤光片和背景滤光片的中心波长不同。滤波及预处理模块对检测传感器和背景传感 器的输出信号进行滤波和放大，通过多路转换开关和A/D转换器进入微处理器，用检测 传感器的信号减去背景传感器的信号即为被测气体的浓度。微处理器再对该值进行温度 及线性化等补偿，通过输出将测量结果送出和显示。存在的主要问题是SF6气体因其吸 收光谱的中心波长为10.6um,此中心波长的窄带滤光片的价格较高，10.6um的窄带光 源价格也很高，不适用民用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种价格低、检测效果好、适用民用的SF6气体测量装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该SF6气体测量装置，包括出气 口、进气口、检测滤光片、检测传感器、背景传感器、背景滤光片、气室、光源、微处 理器、A/D转换、多路转换幵关、滤波及预处理，光源与微处理器相连，微处理器与 A/D转换、多路转换开关、滤波及预处理相连，滤波及预处理与检测传感器、背景传感 器相连，微处理器与通信输出相连，其特征在于背景传感器、检测传感器特性相同/ 接近，背景传感器和背景滤光片到光源的距离比检测传感器和检测滤光片近，两传感器 光学滤光片的中心波长CWL 、半波带宽、HPB相同/接近。检测滤光片、背景滤光片采用宽带光学滤波片。宽带光学滤波片波长带宽为5-14um。光源到背景滤光片的距离l，比光源到检测滤光片的距离L的比值通常取值为 0.1~0.9。背景传感器和检测传感器为红外敏感的传感器。 光源采用窄带光源或宽带光源。进气口和出气口连接气泵或气室壁上分布设置多个小孔。连接气泵主要加快进入和 离开气室的速度。气室壁上分布设置多个进出气小孔，适合于气体弥漫方式进出气。 工作原理是检测传感器、背景传感器采用两个完全相同或相近的具有特定带通滤波特性的对红 外敏感的传感器件。检测传感器、背景传感器上的光学滤光片的半波带宽HPB和中心波长CWL分别相同或接近；故对进入气室待测气体具有相同或相近的吸收特性。因为背景传感器和背景滤光片到光源的距离比检测传感器和检测滤光片近，造成检测传感器和背景传感器所接收到光源发出的光的光程不同。由于气体厚度L不同，造成两个传感 器的输出信号不相同，存在一个与被测气体浓度相关的差值V。通过后续电路对这个差 值进行检测分析，即可得到被测气体的浓度信息。与现有技术相比，本专利技术SF6气体测量装置所具有的有益效果是检测传感器、背 景传感器采用两个完全相同或相近的具有特定带通滤波特性的对红外敏感的传感器件。 背景传感器和背景滤光片到光源的距离比检测传感器和检测滤光片近，两传感器光学滤 光片的中心波长CWL 、半波带宽、HPB相同/接近。光源采用窄带光源或宽带光源。 因此，在与现有技术相同的检测效果情况下，不需采用中心波长为10.6um的价格昂贵 的窄带滤光片和10.6um的窄带光源，大大降低了成本，增加了实用性，适用于民用。 附图说明图1是本专利技术SF6气体测量装置的结构示意图；图2-4是气体测量装置的电路原理图。图1-4本专利技术SF6气体测量装置的最佳实施例图l中l出气口 2进气口 3检测滤光片 4检测传感器 5背景传感器 6 背景滤光片 7气室 8光源 9微处理器 10A/D转换 ll气压计 12多路转 换开关13滤波及预处理 14通信输出。图2-4中Ul中央处理器U2A/D转换器IB通信芯片U4-U6光电耦合器U7 运算放大器 U8信号处理芯片 R1-R25电阻器 C1-C14电容 VI精确稳压管 V2-V5普通稳压管V6保护稳压管V7开关晶体管Pl-P6sip接插件JT1晶振Dl 压力计Ql背景传感器Q2检测传感器DS1红外光源 Kl多路转换开关。具体实施方式下面结合附图1-4对本专利技术SF6气体测量装置做进一步说明参照图l:该SF6气体测量装置由出气口 1、进气口2、检测滤光片3、检测传感器 4、背景传感器5、背景滤光片6、气室7、光源8、微处理器9、 A/D转换10、气压计 11、多路转换开关12、滤波及预处理13、通信输出14组成。釆用的检测传感器4、背 景传感器5的光学滤光片的中心波长CWL 、半波带宽HPB相同，检测传感器4、背景 传感器5采用的是红外敏感传感器。并采用宽带光学滤波片。宽带光学滤波片的波长带 宽为5-14um。背景传感器5和背景滤光片6比检测传感器4和检测滤光片3到光源8 的距离近，假定光源8离检测滤光片3的距离为L，光源8到背景滤光片6的距离1， 1/L 的比值通常取值为0.1~0.9。光源8采用窄带光源或宽带光源均可。进气口 2和出气口 1 采用气泵或气体弥漫方式进出气。采用气体弥漫方式进出气时，在气室7壁上丌有多个 进出气孔。检测传感器4、背景传感器5其前端分别安装检测滤光片3和背景滤光片6， 两传感器安装在气室7的同一端，光源8安装在气室7的另一端，气室7上方两侧分别 安装出气口 1和进气口2，光源8与微处理器9相连，微处理器9与A/D转换10、多 路转换开关12、滤波及预处理13相连，多路转换开关1与气压计11相连，滤波及预处 理13与检测传感器4、背景传感器5相连，微处理器9与通信输出14相连。对于测量要求不很高的场合，气压计ll可以不用。如图2-4所示，后续电路工作原理是1、中央处理器Ul的18脚输出驱动脉冲LIghtCTL，脉冲宽度为400ms-1000ms(典型值为800ms)之间，脉冲周期为l-2S (典型值为1.6S)。输出的脉冲可以驱动外接开关 晶体管V7来控制气室部分的红外光源DS1发出4-14um的周期性红外光波。2、 气室部分的背景传感器Q1能够接受到红外光源DS1发出的周期性红外线，并 能够输出变化的周期性信号，信号通过接插件P3和接插件P4的连接输出到滤波及预处 理电路。在滤波及预处理电路中首先通过以运算放大器U7A芯片及其外围电路组成的 带通滤波放大电路，其中电位器R23可以调解输出信号的放大倍数也就是输出信号的强 度。输出的信号不仅能够保持良好的波形并且信号经过足够的放大，然后进入信号处理 芯片U本文档来自技高网...
【技术保护点】
ＳＦ６气体测量装置，包括：出气口（１）、进气口（２）、检测滤光片（３）、检测传感器（４）、背景传感器（５）、背景滤光片（６）、气室（７）、光源（８）、微处理器（９）、Ａ／Ｄ转换（１０）、多路转换开关（１２）、滤波及预处理（１３），光源（８）与微处理器（９）相连，微处理器（９）与Ａ／Ｄ转换（１０）、多路转换开关（１２）、滤波及预处理（１３）相连，滤波及预处理（１３）与检测传感器（４）、背景传感器（５）相连，微处理器（９）与通信输出（１４）相连，其特征在于：背景传感器（５）、检测传感器（４）特性相同／接近，背景传感器（５）和背景滤光片（６）到光源（８）的距离比检测传感器（４）和检测滤光片（３）近，两传感器光学滤光片的中心波长ＣＷＬ、半波带宽、ＨＰＢ相同／接近。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊博，李宏景，殷衍刚，
申请(专利权)人：淄博惠杰电气技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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