一种多气体红外光谱检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多气体红外光谱检测方法及装置，方法包括：光源发射，不同气体透过不同红外光源检测获得各自气体参数；所述光源经过滤光片后，进入气体池，在气体池中，不同气体通过不同波段的吸收后，照射入探测器形成第一组吸收波形；所述第一组吸收波形输入至调理电路进行二次放大，并经由多相锁频鉴相电路后进行波形分离，从而获取不同气体特征组分。本发明专利技术能够用于现场定量检测四种特征组分，能够高精度、高时效性的检测出多种气体参数，可为标准中量值确认提供支撑，检测装置具有较高稳定性，气体吸附性小结果准确。气体吸附性小结果准确。

【技术实现步骤摘要】
一种多气体红外光谱检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及气体检测
，尤其涉及一种多气体红外光谱检测方法及装置。

技术介绍

[0002]SF6设备的故障绝大多数是由于内部缺陷产生放电和过热累积发展，从而造成设备击穿。电力行业标准明确了SO2、H2S、CO、CO2、SO2F2、SOF2和CF4均属于SF6设备故障特征组分，根据特征组分可提前发现SF6设备潜伏性故障。且指明了SO2和H2S特征组分诊断设备故障的量值，但其它组分量值均缺失。
[0003]现有检测技术中，色谱法测试精度高，但不适宜于现场检测，化学方法选择性差，干扰严重。现有专利和装置中，已有光学方法检测SO2、H2S、CO组分装置曾发现过设备潜伏性故障，对生产运行起到了很好的指导作用，光学方法的灵敏度高，稳定性好，已经得到验证。然而，根据电力行业的发展趋势，标准中指示设备故障的CO2、SO2F2、SOF2和CF4特征量并不明确，无法准确检测出含量从而对故障进行预防与检测。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术提供了一种多气体红外光谱检测方法解决目前导致设备故障的CO2、SO2F2、SOF2和CF4特征量无法准确检测出含量，无法对对故障进行预防与检测的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种多气体红外光谱检测方法，其特征在于，包括：
[0009]光源发射，不同气体透过不同红外光源检测获得各自气体参数；
[0010]所述光源经过滤光片后，进入气体池，在气体池中，不同气体通过不同波段的吸收后，照射入探测器形成第一组吸收波形；
[0011]所述第一组吸收波形输入至调理电路进行二次放大，并经由多相锁频鉴相电路后进行波形分离，从而获取不同气体特征组分。
[0012]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测方法的一种优选方案，其中：所述不同气体包括CO2、SOF2、SO2F2和CF4。
[0013]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测方法的一种优选方案，其中：不同气体透过不同红外光源检测获得各自气体参数，包括，
[0014]当测量SOF2时，使用7463nm的激光红外光源GFC光谱；
[0015]当测量SO2F2时，使用6653nm的红外光源光谱；
[0016]当测量CF4时，使用4550nm的宽红外光源GFC光谱；
[0017]当测量CO2时，使用4180nm的宽红外光源GFC光谱；
[0018]所述各自气体参数包括，气体波长、温度、压力补充关系。
[0019]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测方法的一种优选方案，其中：所述光源经过滤光片后，进入气体池，其中进入气体池之前的光程池长为453mm，宽为94mm，高116mm，采用Herriott池结构，能够获得大于21.5m的长光程，；
[0020]所述气体池的镜体材料为K9玻璃，在石英玻璃基片上采用优化镀金工艺，选取KBr作为窗片材料；
[0021]所述进入气体池的入射光距离为15mm。
[0022]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测方法的一种优选方案，其中：所述第一组吸收波形输入至调理电路进行二次放大，包括，
[0023]所述第一组吸收波形通过所述探测器输出为一组电流信号；
[0024]所述电流信号输入至调理电路中进行第一级放大，所述第一级放大倍数小于100，从而能够与调理电路中的RC滤波电路参数配合；
[0025]在第一级放大后进行第二级放大，第二级放大倍数在50
‑
80倍之间。
[0026]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测方法的一种优选方案，其中：所述经由多相锁频鉴相电路后进行波形分离，包括，
[0027]二极放大后的电流分为两路，第一路进入多相锁频鉴相电路中的锁频鉴向参比电路，第二路进入多相锁频鉴相电路中的鉴相电路。
[0028]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测方法的一种优选方案，其中：多相锁频鉴相电路采用双CPU，所述第一路经过锁频鉴向参比电路后进入第一CPU，在第一CPU中进行处理后再次汇入所述鉴相电路，从而与所述第二路汇合后输送至第二CPU；
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种多气体红外光谱检测装置，包括，
[0030]光源及红外发射模块，用于光源发射，不同气体透过不同红外光源检测获得各自气体参数；
[0031]气体吸收及探测模块，用于所述光源经过滤光片后，进入气体池，在气体池中，不同气体通过不同波段的吸收后，照射入探测器形成第一组吸收波形；
[0032]调理及锁频鉴向电路模块，用于将所述第一组吸收波形输入至调理电路进行二次放大，并经由多相锁频鉴相电路后进行波形分离，从而获取不同气体特征组分。
[0033]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测装置的一种优选方案，其中：还包括，
[0034]双控CPU模块，第一CPU用于采集数据，滤波算法，数字模拟通讯，温度PID控制；第二CPU用于给锁频鉴向电路提供高精度同步信号和参比信号。
[0035]作为本专利技术所述的多气体红外光谱检测装置的一种优选方案，其中：还包括，通讯模块，用于将信号和外部进行通信传输；
[0036]显示与交互模块，用于将信号参数进行显示和人机交互。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术能够用于现场定量检测四种特征组分，能够高精度、高时效性的检测出多种气体参数，可为标准中量值确认提供支撑，检测装置具有较高稳定性，气体吸附性小结果准确。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用
的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0039]图1为本专利技术一个实施例所述的多气体红外光谱检测方法的整体流程示意图；
[0040]图2为本专利技术一个实施例所述的多气体红外光谱检测方法的中装置整体示意图；
[0041]图3为本专利技术一个实施例所述的多气体红外光谱检测方法的中本专利技术测量的长时间零点波动图；
[0042]图4为本专利技术一个实施例所述的多气体红外光谱检测方法的中传统方案测量的长时间的零点波动图。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多气体红外光谱检测方法，其特征在于，包括：光源发射，不同气体透过不同红外光源检测获得各自气体参数；所述光源经过滤光片后，进入气体池，在气体池中，不同气体通过不同波段的吸收后，照射入探测器形成第一组吸收波形；所述第一组吸收波形输入至调理电路进行二次放大，并经由多相锁频鉴相电路后进行波形分离，从而获取不同气体特征组分。2.如权利要求1所述的多气体红外光谱检测方法，其特征在于，所述不同气体包括CO2、SOF2、SO2F2和CF4。3.如权利要求1或2所述的多气体红外光谱检测方法，其特征在于，不同气体透过不同红外光源检测获得各自气体参数，包括，当测量SOF2时，使用7463nm的激光红外光源GFC光谱；当测量SO2F2时，使用6653nm的红外光源光谱；当测量CF4时，使用4550nm的宽红外光源GFC光谱；当测量CO2时，使用4180nm的宽红外光源GFC光谱；所述各自气体参数包括，气体波长、温度、压力补充关系。4.如权利要求3所述的多气体红外光谱检测方法，其特征在于，所述光源经过滤光片后，进入气体池，其中进入气体池之前的光程池长为453mm，宽为94mm，高116mm，采用Herriott池结构，能够获得大于21.5m的长光程；所述气体池的镜体材料为K9玻璃，在石英玻璃基片上采用优化镀金工艺，选取KBr作为窗片材料；所述进入气体池的入射光距离为15mm。5.如权利要求4所述的多气体红外光谱检测方法，其特征在于，所述第一组吸收波形输入至调理电路进行二次放大，包括，所述第一组吸收波形通过所述探测器输出为一组电流信号；所述电流信号输入至调理电路中进行第一级放大，所述第一级放大倍数小于10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英，王明伟，刘喆，余鹏程，赵世钦，潘云，蒲曾鑫，张倩，黄宇，丁超，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：