一种激光监控装置制造方法及图纸

本申请提供一种激光监控装置，应用于油浸式设备运行故障的在线监控中，其包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；油路单元用于从油浸式设备中获取冷却油样品；脱气单元用于对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品；气路单元用于将待测气体样品输入测量单元；测量单元包括激光器，激光器包括用于产生窄带宽激光的激光二极管和用于过滤并调整窄带宽激光的偏振方向的双光学隔离器，测量单元用于使用所述特征气体对应的窄带宽激光分别测量待测气体样品中特征气体的浓度，以确定油浸式设备的运行故障。所述激光监控装置可实现油浸式设备中产生的特征气体的实时、在线监控。

【技术实现步骤摘要】
一种激光监控装置
本申请涉及油浸式设备监控领域，尤其涉及一种激光监控装置。
技术介绍
油浸式设备是一种长时间浸入在保护油中并进行工作的设备，较为常见的油浸式设备有油浸式电力变压器。油浸式电力变压器指变压器浸入在油中，使用油保护变压器，但在油浸式变压器的使用过程中，由于发热放电等原因，会导致充油电器设备中的油纸绝缘材料老化和分解，产生多种低分子烃类和二氧化碳、一氧化碳等气体并溶于油中，因此，根据油中的气体种类和含量即可检测出油浸式电压变压器的故障和异常状态。现有对油中气体进行检测的方法主要为气相色谱法，气相色谱法是指对变压器进行人工巡检，并抽取油样集中到实验室使用气相色谱仪进行分析，该方法存在人力和时间成本高、测试元件对油蒸汽和湿度敏感、环境适应能力差、检测效率低和无法实现实时监测等问题。所以，现有油浸式电力变压器的检测设备存在人力和时间成本高、环境适应能力差、检测效率低、无法实时监测气体浓度的技术问题，需要进行改进。
技术实现思路
本申请提供一种激光监控装置，用于解决现有的油浸式电力变压器的检测设备存在人力和时间成本高、环境适应能力差、检测效率低、无法实时监控油气状态的技术问题，可实现对油浸式设备运行故障进行实时、在线监控。本申请实施例提供一种激光监控装置，其包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；其中：所述油路单元用于在所述控制单元向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入所述脱气单元；所述脱气单元用于在所述控制单元向其发送的脱气使能信号的驱使下，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并将所述待测气体样品输入所述气路单元；所述气路单元用于在所述控制单元向其发送的测量使能信号的驱使下，将所述待测气体样品输入所述测量单元；所述测量单元包括激光器，所述激光器包括用于产生窄带宽激光的激光二极管和设置于所述激光二极管发射的激光通路上的双光学隔离器，所述双光学隔离器用于过滤和调整所述窄带宽激光的偏振方向，以使得所述窄带宽激光形成平行光射出，所述测量单元用于使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的浓度；所述控制单元还用于根据所述待测气体样品中的特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障。本申请的有益效果是：本申请提供的激光监控装置包括与油浸式设备连接的油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元，通过各单元模块的联合作用，实现所述油浸式设备中产生的特征气体的实时、在线监控，从而及时、准确的确定所述油浸式设备的运行故障类型；同时，在激光二极管射出的窄带宽激光的通路上设置双光学隔离器，对窄带宽激光进行过滤和偏振方向的调整，提高了窄带宽激光的平行性和窄带宽激光频率的一致性，有利于提升测试单元对特征气体浓度检测的准确性和灵敏性；此外，所述测试单元还可以根据激光二极管的漏光参数和实时温度准确控制激光二极管工作在预设温度范围内，保证激光二极管输出频率和功率均稳定的窄带宽激光，进一步提升测试单元对特征气体浓度检测的准确性和灵敏性。附图说明为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的激光监控系统的场景示意图；图2是本申请实施例提供的激光监控装置的结构原理图；图3是本申请实施例提供的激光监控装置的结构示意图；图4是本申请实施例提供的测量单元的结构原理图；图5为本申请实施例提供的测量单元的第一种结构示意图；图6为本申请实施例提供的测量单元的第二种结构示意图；图7是本申请实施例提供的激光器的结构示意图；图8是本申请实施例提供的测量单元中电压处理模块与热敏电阻和监控光电二极管的连接结构原理图；图9是本申请实施例提供的温度控制模块的结构示意图；图10是本申请实施例提供的温度控制模块中的调温电路原理图；图11为本申请实施例提供的信号处理器中光电转换电路的电路原理图；图12为本申请实施例提供的信号处理器中第一信号放大电路的电路原理图；图13为本申请实施例提供的信号处理器中带通滤波电路的电路原理图；图14为本申请实施例提供的信号处理器中第二信号放大电路的电路原理图；图15为本申请实施例提供的信号处理器中A/D转换电路的电路原理图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。请参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的激光监控系统的场景示意图，图2是本申请实施例提供的激光监控装置的结构原理图。所述激光监控系统可以包括油浸式设备11和激光监控装置12，激光监控装置12与油浸式设备11通过管道连接。其中，油浸式设备11包括油浸式变压器等，所述油浸式变压器包括变压器，以及对所述变压器进行冷却的油，所述油浸式变压器用于改变线路中的传输电压；激光监控装置12包括油路单元121、脱气单元122、气路单元123、测量单元124和控制单元125等，用于对油浸式设备11的运行状态进行监控，以判断油浸式设备11的运行故障。需要说明的是，图1所示的系统场景示意图仅仅是一个示例，本申请实施例描述的服务器以及场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着系统的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。激光监控装置12可实现对油浸式设备11的冷却油中的气体进行实时监测，以确定油浸式设备11中已经存在的故障类型，或将要发生的故障类型；对于确定为将要发生的故障类型，激光监控装置12还可以预估该故障类型发生的时间。在激光监控装置12中，油路单元121用于在控制单元125向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备11中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入脱气单元122。可选地，连接油路单元121与油浸式设备11的管道中设置有油阀和油泵，当控制单元125向油路单元121发送所述采样使能信号时，油路单元121与油浸式设备11之间的油阀打开，油泵从油浸式设备11中将冷却油样品抽取到油路单元121中，其中抽取的所述冷却油样品的体积根据需求设置，例如从油浸式设备11中抽取60毫升的冷却油样品。油路单元121将抽取的所述冷却油样品输入脱气单元122中，以进行下一阶段的脱气操作。脱气单元122用于在控制单元125向其发送的脱气使能信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光监控装置，其特征在于，应用于油浸式设备运行故障的在线监控中，所述激光监控装置包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；其中：/n所述油路单元用于在所述控制单元向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入所述脱气单元；/n所述脱气单元用于在所述控制单元向其发送的脱气使能信号的驱使下，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并将所述待测气体样品输入所述气路单元；/n所述气路单元用于在所述控制单元向其发送的测量使能信号的驱使下，将所述待测气体样品输入所述测量单元；/n所述测量单元包括激光器，所述激光器包括用于产生窄带宽激光的激光二极管和设置于所述激光二极管发射的激光通路上的双光学隔离器，所述双光学隔离器用于过滤和调整所述窄带宽激光的偏振方向，以使得所述窄带宽激光形成平行光射出，所述测量单元用于使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的浓度；/n所述控制单元还用于根据所述待测气体样品中的特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光监控装置，其特征在于，应用于油浸式设备运行故障的在线监控中，所述激光监控装置包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；其中：
所述油路单元用于在所述控制单元向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入所述脱气单元；
所述脱气单元用于在所述控制单元向其发送的脱气使能信号的驱使下，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并将所述待测气体样品输入所述气路单元；
所述气路单元用于在所述控制单元向其发送的测量使能信号的驱使下，将所述待测气体样品输入所述测量单元；
所述测量单元包括激光器，所述激光器包括用于产生窄带宽激光的激光二极管和设置于所述激光二极管发射的激光通路上的双光学隔离器，所述双光学隔离器用于过滤和调整所述窄带宽激光的偏振方向，以使得所述窄带宽激光形成平行光射出，所述测量单元用于使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的浓度；
所述控制单元还用于根据所述待测气体样品中的特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障。


2.根据权利要求1所述的激光监控装置，其特征在于，所述双光学隔离器包括第一光学隔离器和第二光学隔离器，所述第一光学隔离器与所述第二光学隔离器之间的距离小于或等于第一阈值，且所述第二光学隔离器的透光轴方向与通过所述第一光学隔离器的激光的偏振方向一致。


3.根据权利要求2所述的激光监控装置，其特征在于，所述第一光学隔离器包括第一起偏器和第一磁致旋光器，第一磁致旋光器用于使所述激光二极管发射的所述窄带宽激光的偏振方向旋转第一角度；
所述第二光学隔离器包括第二起偏器和第二磁致旋光器，第二磁致旋光器用于使穿过所述第一磁致旋光器的所述窄带宽激光的偏振方向旋转第二角度；
所述第二起偏器的透光轴方向与通过所述第一光学隔离器的激光的偏振方向一致。


4.根据权利要求1所述的激光监控装置，其特征在于，所述激光器还包括设置于所述激光二极管发射的窄带宽激光通路上的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：易国华，罗浩，陈斌，代犇，夏历，姜勇，
申请(专利权)人：湖北鑫英泰系统技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42