【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体红外光谱法测量，特别是一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路。
技术介绍
1、油中溶解气体分析是监测变压器状况的一种重要手段，常用的工业气体传感器主要有催化燃烧传感器、色谱、化学传感器和红外传感器，变压器油中溶解气体分析大都采用气相色谱技术，综合来看，红外传感器性能优势明显。
2、微型化、智能化、红外感知的溶解气体感知与辨识技术是未来变压器状况分析的一个发展方向，为此需要有干扰少、精简的红外光电信号测量电路，也需要一种高精度的气体组分及其浓度辨识方法。
技术实现思路
1、鉴于上述气体感知中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提供一种微型化、智能化、红外感知的溶解气体感知与辨识技术。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其包括，电源vcc经电阻r1和r2分压，输出点ac连接红外气体传感器的c极；红外气体传感器的a极接放大器a的同相正输入端；电阻r3和电容c1串联组成高通滤波器，一端接放大器a的反相负输入端，另一端接红外气体传感器的c极；电阻r4和电容c2并联组成低通滤波器，一端接放大器a的反相负输入端，另一端接放大器a的输出端；放大器a由电源vcc供电，其输出经电阻r1和r2分压，分压后输出给数模转换器的输入端ad。
5、作为本专利技术所述变压器油中溶解气体的红外光谱测
6、作为本专利技术所述变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路的一种优选方案，其中：所述电阻r3和电容c1的数值选择为：
7、r3×c1＝0.1
8、所述电阻r3和电容c1串联组成高通滤波器用于保证变压器油中溶解气体的红外光谱响应通过，抑制频率为10hz以下的频谱信号；
9、所述电阻r4和电容c2的数值选择为：
10、r4×c2＝0.1
11、所述电阻r4和电容c2并联组成低通滤波器用于保证变压器油中溶解气体的红外光谱响应通过，抑制频率为100hz以上的频谱信号。
12、作为本专利技术所述变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路的一种优选方案，其中：为使得放大器最大输出值的分压值不超过ad输入信号的上限值vadmax，电阻r5和电阻r6的数值选择过程为：
13、vadmax/(r5+r6)/0.9≤2(ma)
14、vcc≥vadmax×(r5+r6)/r6/0.9
15、通过选配vcc、r5和r6的值选配不同组分的红外传感器。
16、第二方面，本专利技术为进一步解决气体感知中存在的问题，实施例提供了一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法，其包括：配置红外气体传感器，设置传感电路参数；气体样本通过时，吸收红外光并转换为电信号；对模拟电信号进行放大滤波，转换为数字信号后进行信号分析；建立数据库，通过特征提取和智能算法识别气体种类；设置红外传感器阵列，进行多点检测；通过分析数字信号，定量检测气体的类型和浓度。
17、作为本专利技术所述变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法的一种优选方案，其中：所述信号分析包括以下步骤，采集多种不同气体的红外光谱响应数据，每个光谱曲线包含多个波长下的采样点；对多个气体的光谱曲线矩阵进行主成分分析运算，通过正交变换，将相关变量转换为主成分；提取最能代表原变量信息的前n个主成分，反映不同气体光谱曲线的特征；根据主成分的贡献率，使用贡献率前m个主成分代替原始光谱曲线进行气体识别。
18、作为本专利技术所述变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法的一种优选方案，其中：所述信号分析还包括建立气体数据库及模糊神经网络识别，包括以下步骤：采集多种气体在不同浓度下的光谱响应曲线，建立光谱数据库；使用主成分分析结果，以主成分作为输入向量；训练模糊神经网络模型，使用反向传播算法调整网络权重；网络输出层设置为气体种类和浓度的识别结果；输入新的光谱主成分特征，模糊神经网络实现气体的智能识别。
19、作为本专利技术所述变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法的一种优选方案，其中：所述多点检测包括以下步骤：采集红外传感器阵列的二维响应图像，使用中值滤波去除图像噪声点；使用laplacian算子检测图像边缘，提取气体轮廓；在检测到的轮廓区域使用sobel边缘检测，若梯度超过阈值则判定存在气体；通过霍夫变换提高检测直线精度，对提取的气体区域设定兴趣窗口，在该窗口内进行预处理，突出气体特征。
20、第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术第二方面所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法的任一步骤。
21、第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术第二方面所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法的任一步骤。
22、本专利技术有益效果为，本专利技术采用单电源供电、供电电压高端反相取信号，加之针对溶解气体常见组分的信号的滤波电路，消除了直流和温漂的影响，滤掉了高频噪声，并采用能量计数的方法，可准确地分析出被测气体的浓度。本专利技术的气体红外光谱测量法电路，可应用于环境、天然气等领域中气体红外光谱方法中。
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1.一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：所述电源VCC经电阻R1和R2分压使得放大器输入信号处于{VCC，R2/(R1+R2)*VCC}区间内。
3.如权利要求2所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：所述电阻R3和电容C1的数值选择为：
4.如权利要求3所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：为使得放大器最大输出值的分压值不超过AD输入信号的上限值Vadmax，电阻R5和电阻R6的数值选择过程为：
5.一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法，基于权利要求1～4任一所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：包括，
6.如权利要求5所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法，其特征在于：所述信号分析包括以下步骤，
7.如权利要求6所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法，其特征在于：所述信号分析还包括建立气体数据库及模糊神经网络识别，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：所述电源vcc经电阻r1和r2分压使得放大器输入信号处于{vcc，r2/(r1+r2)*vcc}区间内。
3.如权利要求2所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：所述电阻r3和电容c1的数值选择为：
4.如权利要求3所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：为使得放大器最大输出值的分压值不超过ad输入信号的上限值vadmax，电阻r5和电阻r6的数值选择过程为：
5.一种变压器油中溶解气体的红外光谱测量方法，基于权利要求1～4任一所述的变压器油中溶解气体的红外光谱测量法电路，其特征在于：包括，
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈梁远，周柯，黎大健，赵坚，张磊，王晓明，李锐，饶夏锦，潘绍明，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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