本发明专利技术涉及一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，包括依次连接的单片机、激光器、第一光纤耦合器和探头，第一光纤耦合器的第一激光输出端连接探头，第一光纤耦合器的第二激光输出端连接第二光纤耦合器，第二光纤耦合器的第一激光输出端依次与第一光电探测器、单片机连接，第二光纤耦合器的第二激光输出端依次与参考气室、第三光电探测器、单片机连接；探头包括用于将激光从光纤内耦合到气体中再使激光返回光纤的光纤准直器组，第一光纤耦合器的回路激光信号输出端依次与第二光电探测器、单片机，单片机还连接有温度压力传感器。本发明专利技术不易受温度等红外辐射影响，不受电磁干扰，绝缘性能和安全性更好，检测更加准确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种检测设备，具体涉及一种用于检测高压电力设备的SF6气体中微水含量的检测仪。
技术介绍
SF6气体因其优异的绝缘和灭弧性能得到了人们的认可，被广泛应用于气体绝缘开关(GIS)和超高压输变电设备中作为绝缘、灭弧介质。然而，SF6电器设备在长期运行时，不可避免地会发生电器设备内SF6气体向外泄漏而导致电器设备内SF6气体密度下降,微水含量增加。当SF6气体中的水含量达到一定程度时，在电弧或电晕作用下，SF6气体分解物会经水解反应产生毒性气体，对设备产生化学腐蚀，继而严重影响设备的正常运行。气体中的水分一般以气态的水蒸气形式存在，当温度降低时，将凝结成液态的露水附着在零件表面，可能造成沿面绝缘闪络而引起事故。 因此，对SF6气体中的微水含量实行实时监测，以实现水分的合理控制，对保证设备的安全稳定运行具有重要的作用。虽然近几年检测技术的发展，变压器的SF6气体微水含量的检测仪器也越来越多，但是其中大部分是基于露点的电子类传感器，国外也有通过光学来实现微水含量检测的报道，主要还是通过红外波段的检测技术来实现。电子类产品在电力设备检测，特别是在SF6绝缘气休微水检测方面容易受到电磁干扰，也容易破坏原有设备电磁场状态，降低设备的绝缘性能和安全性，光学红外传感器易受温度场影响，产生丰检测误差。激光扫描原理的气体检测技术，由于在高压下气体吸收宽度展宽，以至于单纯的电流扫描很难覆盖气体吸收峰，因此仅限于常压或者低气压下的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，本装置不易受温度等红外辐射影响，不受电磁干扰，绝缘性能和安全性更好，检测更加准确。本专利技术的目的是通过以下方案来实现的一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，包括依次连接的单片机、接收所述单片机的控制发出激光的激光器、将所述激光器的激光分成两路的第一光纤耦合器和接收所述第一光纤耦合器的一路激光的探头，所述第一光纤耦合器连接有接收所述第一光纤耦合器的另一路激光并将该另一路激光分成两路的的第二光纤耦合器，所述第二光纤耦合器连接有接收所述第二光纤耦合器的一路激光并将该一路激光转换为电信号的第一光电探测器，所述第一光电探测器的电信号输出端与所述单片机连接，所述第二光纤耦合器还通过参考气室连接有接收所述第二光纤耦合器的另一路激光并将该另一路激光转换为电信号的第三光电探测器，所述第三光电探测器的电信号输出端与所述单片机连接；所述探头包括用于将激光从光纤内耦合到气体中再使激光返回光纤的光纤准直器组，所述第一光纤耦合器的回路激光信号输出端还连接有用于将所述第一光纤耦合器的回路激光信号转换为电信号的第二光电探测器，所述第二光电探测器的电信号输出端与所述单片机连接，所述单片机还连接有温度压力传感器。所述光纤准 直器组包括不锈钢管、光纤准直器和反射镜，所述不锈钢管的中部具有空腔，所述不锈钢管的侧壁设置有与所述空腔贯通的透气孔，所述光纤准直器、所述反射镜分别设置于所述空腔的两个端部，所述光纤准直器正对与所述反射镜。所述单片机还联接有用于显示微水含量值的显示面板。所述单片机还联接有用于输出微水含量值的信号输出端口。所述探头还包括传感器底座和与用于与SF6气箱连接的紧固块，所述光纤准直器组固定设置于所述传感器底座，所述紧固块固定连接于所述传感器底座的旁侧，所述紧固块的中部具有光纤出纤孔，所述光纤准直器组具有光纤，所述光纤从所述光纤出纤孔伸出。所述光纤与所述光纤出纤孔之间通过密封粘结胶密封配合。所述紧固块对应于所述光纤的伸出部设置有光纤保护管，所述光纤的伸出部位于所述光纤保护管内。所述紧固块为圆柱体，所述紧固块的外圆周表面设置有外螺纹，所述紧固块的外圆周表面对应于所述外螺纹还设置有紧固螺母。本专利技术的优点在于本专利技术采用近红外光谱吸收技术，利用激光器对微水吸收线进行扫描检测，利用光纤进行光能量和信号传输实现远程在线检测，通过气体压力和温度的补偿来校正检测误差，本专利技术无需供电，不受电磁干扰，不影响绝缘气体电场分布和绝缘特性，更加可靠耐久。由于电力SF6绝缘气微水含量检测的环境是高压(O. 3Mpa-0. 5MPa)，因此，气体吸收峰将被大大展宽，本专利技术通过温度和电流二级调制，外加数据缝合技术，将大大增加吸收峰扫描范围和准确度，从而更加精确地检测微水含量。附图说明图I为本专利技术的基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪的整体结构示意图；图2为两种温度下一扫描周期内激光器输出中心波长变化曲线图；图3为三路探测器获得信号曲线图；图4为不同微水含量下输出的扫描信号图；图5为不同温度下水分吸收光谱对比图；图6为探头除去光纤准直器组的结构示意图；图7为图5的侧面视图；图8为光纤准直器组与传感器底座配合方式的结构示意图；图9为图7的侧面视图；图10为光纤准直器组的结构示意图。在图中1_探头；2_温度压力传感器；3_第一光纤耦合器；4_激光器；5_第二光电探测器；6_第一光电探测器；7_单片机；8_显不面板；9-SF6绝缘气密封箱；10_信号输出端口 ； 11-第二光纤稱合器；12-参考气室；13-第三光电探测器；14-反射镜；15-不锈钢管；16_透气孔；17-光纤准直器；18_光纤；19-光纤准直器组；20_传感器底座；21_紧固块；22_紧固螺母；23_光纤出纤孔；24_光纤保护管。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图I所示，一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，括依次连接的单片机7、接收单片机7的控制发出激光的激光器4、将激光器4的激光分成两路的第一光纤耦合器3和接收第一光纤耦合器3的一路激光的探头I，第一光纤耦合器3连接有接收第一光纤耦合器3的另一路激光并将该另一路激光分成两路的的第二光纤耦合器11，第二光纤耦合器11连接有接收第二光纤耦合器11的一路激光并将该一路激光转换为电信号的第一光电探测器6，第一光电探测器6的电信号输出端与单片机7连接，第二光纤耦合器11还通过参考气室12连接有接收第二光纤耦合器11的另一路激光并将该另一路激光转换为电信号的第三光电探测器13，第三光电探测器13的电信号输出端与单片机7连接；探头I包括用于将激光从光纤内耦合到气体中再使激光返回光纤的光纤准直器组19，第一光纤耦合器3的回路激光信号输出端还连接有用于将第一光纤耦合器3的回路激光信号转换为电信号的第二光电探测器5，第二光电探测器5的电信号输出端与单片机7连 接，单片机7还连接有温度压力传感器2。工作时，将探头I与温度压力传感器2设置于SF6绝缘气密封箱9，探头I、温度压力传感器2均与SF6绝缘气密封箱9密封配合。单片机7控制激光器4发出的激光通过第一光纤耦合器3分成两路，一路激光进入探头1，另一路激光由第二光纤耦合器11再次分为两路，第二光纤耦合器11输出地第一路激光通过第一光电探测器6进入到单片机7作为归一化信号，该归一化信号用于归一化激光器扫描时功率的变化，第二光纤耦合器11输出地第二路激光依次通过参考气室12、第三光电探测器13进入到单片机7作为数据缝合的参考光信号，该参考光信号用于数据缝合时的连接点精确定位，激光经过探头I的作用被SF6气体充分吸收后依次通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，其特征在于：所述基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪包括依次连接的单片机(7)、接收所述单片机(7)的控制发出激光的激光器(4)、将所述激光器(4)的激光分成两路的第一光纤耦合器(3)和接收所述第一光纤耦合器(3)的一路激光的探头(1)，所述第一光纤耦合器(3)连接有接收所述第一光纤耦合器(3)的另一路激光并将该另一路激光分成两路的的第二光纤耦合器(11)，所述第二光纤耦合器(11)连接有接收所述第二光纤耦合器(11)的一路激光并将该一路激光转换为电信号的第一光电探测器(6)，所述第一光电探测器(6)的电信号输出端与所述单片机(7)连接，所述第二光纤耦合器(11)还通过参考气室(12)连接有接收所述第二光纤耦合器(11)的另一路激光并将该另一路激光转换为电信号的第三光电探测器(13)，所述第三光电探测器(13)的电信号输出端与所述单片机(7)连接；所述探头(1)包括用于将激光从光纤内耦合到气体中再使激光返回光纤的光纤准直器组(19)，所述第一光纤耦合器(3)的回路激光信号输出端还连接有用于将所述第一光纤耦合器(3)的回路激光信号转换为电信号的第二光电探测器(5)，所述第二光电探测器(5)的电信号输出端与所述单片机(7)连接，所述单片机(7)还连接有温度压力传感器(2)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周国庆，冷玉秋，李大鹏，李磊，
申请(专利权)人：朗松珂利上海仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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