一种六氟化硫气体光谱测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了气体检测技术领域的一种六氟化硫气体的光谱测量装置，由工控机、驱动电路和三个测量气室组成，其中：紫外光长光程测量气室用200nm的脉冲氙灯作光源和紫外CCD作光电传感器，用于测量SO2、H2S、CS2;红外光长光程测量气室用4.3um的红外LED作光源和红外CCD作光电传感器,用于测量CO、CO2;远红外光短光程测量气室用10.55um的远红外LED作光源和远红外CCD作光电传感器，用于测量六氟化硫气体的纯度。本光谱测量装置精准度高，可用于同时测量多种超低微量的气体杂质和纯度，并能同步显示出光谱图。同步显示出光谱图。同步显示出光谱图。

【技术实现步骤摘要】
一种六氟化硫气体光谱测量装置


[0001]本技术涉及气体检测
，具体涉及一种六氟化硫气体的光谱测量装置。

技术介绍

[0002]六氟化硫气体具有良好的电气绝缘性能和良好的灭弧性能，被广泛应用于变压器、断路器、互感器、电容器等超高压电气设备中。但电气设备长期运行中会使六氟化硫气体产生一些杂质，使六氟化硫气体的纯度降低，绝缘强度和灭弧大幅下降，容易引发电气事故，所以要经常对六氟化硫气体的纯度和杂质监测和测量。目前国内外对六氟化硫气体的测量方法主要包括：电化学法、高压击穿法、色谱法、离子移动计法和光谱吸收传感器法。
[0003]在中国技术专利说明书CN 209640214 中公开了一种红外光谱六氟化硫气体检测模块，设置了测量气室，测量气室端面上设置了进气管和出气管，测量气室的两端设置有红外光源和探测传感器，探测传感器为非色散红外探测传感器（NDIR），利用光源的变化对气体浓度含量进行采集检测，在测量气室内吸收的红外光量与六氟化硫气体的浓度成正比，经探测传感器定量获取六氟化硫的浓度数据。
[0004]目前，光谱吸收传感器法利用六氟化硫气体中杂质在特征吸收峰来测量其含量，但灵敏度比较低，检测只能到5
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20uL/L,达不到测量超低微量杂质含量的要求，不能同时全面测量多种杂质，不能直观的显示各种杂质和纯度的光谱图。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是为解决
技术介绍
存在的不足，提供一种六氟化硫气体光谱测量装置，可以同时全面精准的测量六氟化硫气体中的纯度和多种超低微杂质含量，检测限能可达到1uL/L,其中最核心的SO2检测限能可以达到0.2uL/L,而且能将纯度和各种超低微量杂质的含量用光谱图的方式直观的显示出测量结果。
[0006]本技术的技术方案是：
[0007]一种六氟化硫气体光谱测量装置，包括工控机、驱动电路和测量气室，测量气室设置有进气口、出气口、电光源和光电检测传感器，测量气室内通入六氟化硫气体，工控机用于通过驱动电路使电光源发出脉冲光源射入测量气室内，形成六氟化硫气体的光吸收池，光电检测传感器用于接收到数字信号，经485网络传送至工控机，测量气室由紫外光长光程气室、红外光长光程气室和远红外光短光程气室组成，三个测量气室的电光源分别采用不同波段的窄波段电光源，光电检测传感器采用不同波段的CCD光电传感器，其中紫外光长光程气室和红外光长光程气室的一端设置有一面凹形反射镜，另一端设置有两面含有夹角的平面反射镜，使电光源进入测量气室内经多次反射以增加测量的光程。
[0008]进一步的，所述紫外光长光程气室设置有进气口和出气口，在紫外光长光程气室的一端的两侧分别设置有紫外光聚光透镜，中间设置有一面紫外镀膜凹形反光镜，另一端设置有两面含有夹角的紫外镀膜平面反射镜,在紫外光长光程气室外部设置的窄波段光源
为脉冲氙灯光源，设置的CCD光电传感器为紫外CCD感光阵列；紫外光长光程气室由工控机控制驱动电路驱动脉冲氙灯光源，经紫外光纤将脉冲光源输入到紫外光长光程气室内的经紫外聚光透镜，经聚光将光源射入测量室内，经紫外镀膜凹面反光镜与紫外镀膜平面反光镜之间反射20次以上，增加测量光程度长度；将光源经紫外聚光透镜、紫外光纤输送至紫外CCD感光阵列,经485网络传输至工控机经分析处理得到光谱图和数据。
[0009]进一步的，所述紫外光长光程气室的测量气室长度为25cm,测量光程达到5m以上；脉冲氙灯光源的光谱波长为200nm；紫外CCD感光阵列采用2048像素的光谱测量CCD阵列，光谱波长为200nm。
[0010]进一步的，所述紫外光长光程气室的测量对象为SO2、H2S、CS2。
[0011]进一步的，所述红外光长光程气室，设置有进气口和出气口，在红外光长光程气室的一端的两侧分别设置有红外光聚光透镜，中间设置有一面红外镀膜凹形反光镜，另一端设置有两面含有夹角的红外镀膜平面反射镜,在红外光长光程气室外部设置的窄波段光源为红外LED光源，设置的CCD光电传感器为红外CCD感光阵列；红外光长光程气室由工控机控制驱动电路驱动红外LED光源，经红外光纤将脉冲光源输入到红外光长光程气室内的经红外聚光透镜，经聚光将光源射入测量室内，经红外镀膜凹面反光镜与红外镀膜平面反光镜之间反射20次以上，增加测量光程度长度；将光源经红外聚光透镜、红外光纤输送至红外CCD感光阵列,经485网络传输至工控机经分析处理得到直观的光谱图和数据。
[0012]进一步的，所述红外光长光程气室的测量气室长度为25cm，测量光程达到5m以上；红外LED光源的光谱波长为4.3um；红外CCD感光阵列采用2048像素的光谱测量CCD阵列，光谱波长为4.3um。
[0013]进一步的，所述红外光长光程气室的测量对象为CO、CO2。
[0014]进一步的，所述远红外光短光程气室，设置有进气口和出气口，在远红外短光程测量气室一端的内部设置有远红外LED光源和远红外聚光透镜，另一端设置的CCD光电传感器为远红外CCD感光阵列，在感光阵列前有远红外滤光片；远红外光短光程气室由工控机控制驱动电路驱动远红外LED光源，经远红外聚光透镜聚焦射入测量气室，经远红外滤光片传送到远红外CCD感光阵列，经485网络传输至工控机，经分析处理得到光谱图和数据。
[0015]进一步的，所述远红外光短光程气室的测量气室长度为5cm；远红外LED光源的光谱波长为10.55um；远红外CCD阵列为2048像素的CCD光谱测量阵列，光谱波长为10.55um,远红外CCD感光阵列上远红外滤光片的光谱波长为10.55um。
[0016]进一步的，所述远红外光短光程气室的测量对象为六氟化硫的纯度。
[0017]本技术的技术效果是：三个测量气室分别采用了不同波段的电光源，紫外光长光程测量气室采用200nm的紫外脉冲氙灯光源，红外光长光程测量气室采用4.3um的LED光源，远红外光短光程测量气室采用10.55um的远红外LED光源，根据光谱气体吸收原理，特定气体吸收特定的谱段的波长，使本技术能够同时测量并同屏显示SO2、H2S、CS2、SO2、H2S、CS2多种杂质和纯度。由于采用的长光程测量气室的气室长度为25cm，气室的一端设有凹面反射镜，另一端设有平面反射镜，经20次以上反射，光程达到5m以上，提高了多种气体杂质测量精度，使检测限达到0.5uL/L,SO2检测限达到0.2uL/L。由于光电检测传感器采用了2048像素的CCD光谱测量阵列，反应敏感，提高了测量的灵敏度，把光学影像转换为数字信号，经工控机分析处理后，实现快速测量，直观的显示出光谱图和数据。三个测量气室都
设置了温控加热模块，使测量数据不受环境影响，防止了零点漂移。本技术采用模块化设计，使用元件少，核心器件完全国产化，造价低，使用寿命长，易维护。
附图说明
[0018]下面结合附图对本技术具体实施方式作进一步详细的说明
[0019]图1一种六氟化硫气体光谱测量装置方框本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟化硫气体光谱测量装置，包括工控机、驱动电路和测量气室，测量气室设置有进气口、出气口、电光源和光电检测传感器，测量气室内通入六氟化硫气体，工控机用于通过驱动电路使电光源发出脉冲光源射入测量气室内，形成六氟化硫气体的光吸收池，光电检测传感器用于接收到数字信号，经485网络传送至工控机，其特征是：测量气室由紫外光长光程气室、红外光长光程气室和远红外光短光程气室组成，三个测量气室的电光源分别采用不同波段的窄波段电光源，光电检测传感器采用不同波段的CCD光电传感器，其中紫外光长光程气室和红外光长光程气室的一端设置有一面凹形反射镜，另一端设置有两面含有夹角的平面反射镜，使电光源进入测量气室内经多次反射以增加测量的光程。2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体光谱测量装置，其特征是：所述紫外光长光程气室设置有进气口和出气口，在紫外光长光程气室的一端的两侧分别设置有紫外光聚光透镜，中间设置有一面紫外镀膜凹形反光镜，另一端设置有两面含有夹角的紫外镀膜平面反射镜,在紫外光长光程气室外部设置的窄波段光源为脉冲氙灯光源，设置的CCD光电传感器为紫外CCD感光阵列；紫外光长光程气室由工控机控制驱动电路驱动脉冲氙灯光源，经紫外光纤将脉冲光源输入到紫外光长光程气室内的经紫外聚光透镜，经聚光将光源射入测量室内，经紫外镀膜凹面反光镜与紫外镀膜平面反光镜之间反射20次以上，增加测量光程度长度；将光源经紫外聚光透镜、紫外光纤输送至紫外CCD感光阵列,经485网络传输至工控机经分析处理得到光谱图和数据。3.根据权利要求2所述的一种六氟化硫气体光谱测量装置，其特征是：所述紫外光长光程气室的测量气室长度为25cm,测量光程达到5m以上；脉冲氙灯光源的光谱波长为200nm；紫外CCD感光阵列采用2048像素的光谱测量CCD阵列，光谱波长为200nm。4.根据权利要求2所述的一种六氟化硫气体光谱测量装置，其特征是：所述紫外光长光程气室的测量对象为SO2、H2S、CS2。5.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体光谱测量装置，其特征是：所述红外光长光程气室，设置有进气口和出气口，在红外光长光程气室的一端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张驰，瞿子涵，许超，张莹，蔡萱，石剑波，朱琦妮，张明，肖攀，肖志邦，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：