一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统，包括激光光源、传感通道、探测光源、光纤耦合器、参考通道、高速光谱仪和信号采集与处理模块，所述传感通道上设有传感光纤，传感光纤侧面开孔且浸入变压器油中，激光光源发射的激光入射到传感通道的传感光纤；信号采集与处理模块采集高速光谱仪的光谱信号后计算参考通道和传感通道的光程差，根据光程差的变化得出传感光纤中光声信号的幅度，根据光声信号幅度与油中溶解气体的浓度对应关系得出油中溶解气体的浓度；本发明专利技术的优点在于：抗干扰性能较好，能够直接测量油气溶解气体，且采用的传感光纤能够置于变压器这类绝缘设备内部。设备内部。设备内部。

【技术实现步骤摘要】
一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统及方法


[0001]本专利技术涉及高电压电气设备在线监测
，更具体涉及一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统及方法。

技术介绍

[0002]浸油式电力变压器在运行过程中，过热或者放电等故障使绝缘油分子裂解产生小分子特征气体，如甲烷、乙烷、乙烯和乙炔等。对这些故障特征气体的分析中，通常采用气相色谱和光声光谱技术。其中，光声光谱技术因其具有灵敏度高、免维护的特点，正逐步替代气相色谱法。
[0003]2003年，英国Kelman公司率先研制出基于黑体辐射红外宽谱光源的光声光谱油中溶解气体分析设备，可对油中多种特征气体进行在线监测。然而，高电压电气绝缘设备附近的强电磁环境使得传统的光声光谱装置易受干扰，影响了变压器油中溶解气体浓度测量的稳定性和可靠性。此外，需要利用油泵将油样抽入到分析仪器中，分析仪器内部复杂的油路管道带来了变压器油溢出的安全隐患。光纤光声传感是一种新的微量气体检测技术，其基本原理是利用光纤声波传感器件检测气体吸收产生的光声压力波信号，具有抗电磁干扰、远距离测量、可分布传感等多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统，其特征在于，包括激光光源、传感通道、探测光源、光纤耦合器、参考通道、高速光谱仪和信号采集与处理模块，所述传感通道上设有传感光纤，传感光纤侧面开孔且浸入变压器油中，激光光源发射的激光入射到传感通道的传感光纤；探测光源发射的宽谱光经光纤耦合器后被分成两束，其中一束光经过传感通道入射到传感光纤中，经反射后入射到高速光谱仪；从光纤耦合器发射出来的另一束光经参考通道后被反射，入射到高速光谱仪；信号采集与处理模块采集高速光谱仪的光谱信号后计算参考通道和传感通道的光程差，根据光程差的变化得出传感光纤中光声信号的幅度，根据光声信号幅度与油中溶解气体的浓度对应关系得出油中溶解气体的浓度。2.根据权利要求1所述的一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统，其特征在于，所述传感通道包括波分复用器、传导光纤及传感通道光纤反射镜，所述参考通道包括参考光纤及参考通道光纤反射镜，所述激光光源发射的激光顺次经过波分复用器和传导光纤入射到传感光纤中，被传感通道光纤反射镜反射后再次入射到传感光纤中；探测光源发射的宽谱光经光纤耦合器后被分成两束，其中一束光依次经过波分复用器和传导光纤入射到传感光纤中，再被传感通道光纤反射镜反射后依次经过传感光纤、传导光纤、波分复用器和光纤耦合器入射到高速光谱仪；从光纤耦合器发射出来的另一束光经过参考光纤后被参考通道光纤反射镜反射后，再经过参考光纤和光纤耦合器入射到高速光谱仪。3.根据权利要求1所述的一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统，其特征在于，所述激光光源是近红外窄线宽可调谐半导体激光器。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凤翔，陈珂，赵跃，李辰溪，赵新瑜，刘子恩，朱峰，杭忱，谢佳，袁小芳，程伟，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：