专利名称：一种采用中红外光源检测SF<sub>6</sub>气体及其分解物的装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种气体的检测装置及检测方法。
背景技术：
六氟化硫(SF6)具有优良的绝缘灭弧性能和理化特性，作为绝缘介质既可以减小设备尺寸，又能提高绝缘强度，广泛应用于组合绝缘电器(GIS)、断路器(GCB)、变压器(GIT)、电缆(GIC)、输电管道(GIL)等输配电设备中。纯净的SF6是无色、无毒、无味、不燃的惰性气体，在温度为150° C及以下时不易与其它物质发生化学反应，正常运行时分解产物极少或不分解。当SF6设备中发生绝缘隐患或故障时，无论是局部、电晕、火花或是电弧放电，都必然会引起能量释放，这些能量会使SF6气体发生分解反应。 气体绝缘组合电器(GIS)内可能因生产或长期运行中出现的绝缘缺陷而导致不同程度的局部放电(ro)，局部放电产生的能量使SF6气体发生分解反应，生成sf4、sf3、Sf2和S2Fltl等多种低氟硫化物，低氟硫化物与SF6气体中的微量水分、氧气发生反应生成S0F2、SOF4, SO2F2, SO2, HF、H2S等化合物。其中部分分解产物具有强毒性和腐蚀性，不仅对人身安全构成威胁，还会对绝缘材料造成腐蚀，以致影响绝缘性能。从健康和安全的观点出发，SF6分解物的毒性必须被识别，各种可能条件下组分的生成量必须清楚，以便于在维修和清除故障时操作能够安全进行。SF6分解产物对GIS内部绝缘材料的影响必须仔细的检查，确保绝缘材料未发生老化和劣化。更为重要的是，SF6分解组分的分析为设备内部缺陷的诊断提供了一种方法，可以诊断GIS等设备的内部绝缘状态。因此对SF6及其分解物浓度的测量是必须的。
发明内容
本发明的目的是为了判断SF6气体是否发生分解，检测SF6气体及其分解物的成分及浓度的问题，提供一种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置及检测方法。一种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置，它包括，激光器、一号聚焦透镜、二号聚焦透镜、光谱仪和计算机；所述激光器用于产生激光束，该激光束经一号聚焦透镜会聚后入射至待测气体中，经过待测气体的光束入射至二号聚焦透镜上，二号聚焦透镜将会聚后的光束入射至光谱仪上，光谱仪通过USB接口与计算机相连。应用一种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置，测试SF6气体及其分解物的方法，该方法的实现过程为激光器发射激光束经一号聚焦透镜、待测气体和二号聚焦透镜后，入射至光谱仪上，光谱仪获取透过待测气体的光的波长值和光波的强度，并将其发送至计算机，计算机根据光谱仪获取的波长值获知待测气体中气体的类型，计算机根据光谱仪获取的光波强度获得待测气体中气体的浓度。本发明的优点是本发明不但能够判断出SF6气体是否分解，还可判断出该SF6气体分解物的成分种类。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图I说明本实施方式，本实施方式所述的一种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置，它包括，激光器I、一号聚焦透镜2-1、二号聚焦透镜2-2、光谱仪4和计算机5 ；所述激光器I用于产生激光束，该激光束经一号聚焦透镜2-1会聚后入射至待测 气体3中，经过待测气体3的光束入射至二号聚焦透镜2-2上，二号聚焦透镜2-2将会聚后的光束入射至光谱仪4上，光谱仪4通过USB接口与计算机5相连。
具体实施方式
二 下面结合图I说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的激光器I的进一步说明，本实施方式所述的激光器I输出激光束的波长为2. 5-5. O μ m。
具体实施方式
三下面结合图I说明本实施方式，本实施方式所述的基于一种米用中红外光源检测SF6气体及其分解物装置的检测方法，该方法的实现过程为激光器I发射激光束经一号聚焦透镜2-1、待测气体3和二号聚焦透镜2-2后，入射至光谱仪4上，光谱仪4获取透过待测气体3的光的波长值和光波的强度，并将其发送至计算机5，计算机5根据光谱仪4获取的波长值获知待测气体3中气体的类型，计算机5根据光谱仪4获取的光波强度获得待测气体3中气体的浓度。
具体实施方式
四下面结合图I说明本实施方式，本实施方式是对实施方式三的进一步说明，本实施方式所述的计算机5根据光谱仪4获取的波长值获知待测气体3中气体的类型的方法为若存在位于2. 60μπι 3. 98μπι内的波长值时，则判定待测气体3中含有H2S ；若存在位于3. 36 μ m 3. 39 μ m内的波长值时，则判定待测气体3中含有SOF2 ；若存在位于4. 02 μ m 4. 61 μ m内的波长值时，则判定待测气体3中含有SO2 ；若存在位于2. 50μπι 2. 86μπι内的波长值时，则判定待测气体3中含有HF;若波长值为4. 26 μ m时，则判定待测气体3中含有CO2 ；若存在位于4. 3 μ m 4. 60 μ m内的波长值时，则判定待测气体3中含有CO ；若波长值为3 μ m时，则判定待测气体3中含有H20。本发明不局限于上述实施方式，还可以是上述各实施方式中所述技术特征的合理组合。
权利要求
1.一种采用中红外光源检测SF6,体及其分解物的装置，其特征在于它包括激光器(I)、一号聚焦透镜(2-1)、二号聚焦透镜(2-2)、光谱仪(4)和计算机(5)； 所述激光器(I)用于产生激光束，该激光束经一号聚焦透镜(2-1)会聚成平行光后入射至待测气体(3)中，经过待测气体(3)的光束入射至二号聚焦透镜(2-2)上，二号聚焦透镜(2-2)将会聚成平行光后的光束入射至光谱仪(4)上，光谱仪(4)通过USB接ロ与计算机(5)相连。
2.根据权利要求I所述的ー种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置，其特征在于激光器(I)输出激光束的波长为2. 5 ii m-5. O u mo
3.应用权利要求I所述的ー种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置测试SF6,体及其分解物的方法，其特征在于该方法的实现过程为 激光器(I)发射激光束经一号聚焦透镜(2-1)、待测气体(3)和二号聚焦透镜(2-2)后，入射至光谱仪(4)上，光谱仪(4)获取透过待测气体(3)的光的波长值和光波的強度，并将其发送至计算机(5)，计算机(5)根据光谱仪⑷获取的波长值获知待测气体⑶中气体的类型，计算机(5)根据光谱仪⑷获取的光波强度获得待测气体⑶中气体的浓度。
4.根据权利要求3所述的检测SF6,体及其分解物的方法，其特征在于计算机(5)根据光谱仪(4)获取的波长值获知待测气体(3)中气体的类型的方法为 若存在位于2. 60 ii m 3. 98 ii m内的波长值吋，则判定待测气体(3)中含有H2S ； 若存在位于3. 36 ii m 3. 39 ii m内的波长值吋，则判定待测气体(3)中含有SOF2 ； 若存在位于4. 02 ii m 4. 61 ii m内的波长值吋，则判定待测气体(3)中含有SO2 ； 若存在位于2. 50 ii m 2. 86 ii m内的波长值吋，则判定待测气体(3)中含有HF ； 若波长值为4. 26 ii m吋，则判定待测气体(3)中含有CO2 ； 若存在位于4. 3 ii m 4. 60 ii m内的波长值吋，则判定待测气体(3)中含有CO ； 若波长值为3 ii m吋，则判定待测气体(3)中含有H20。
全文摘要
一种采用中红外光源检测SF6气体及其分解物的装置及检测方法，涉及一种气体的检测装置及检测方法。它解决了判断SF6气体是否发生分解，检测SF6气体及其分解物的成分的问题。该装置包括，激光器、一号聚焦透镜、二号聚焦透镜、光谱仪和计算机；所述激光器用于产生激光束，该激光束经过一号聚焦透镜会聚后入射至待测气体中，经该待测气体投射后的光束入射至二号聚焦透镜上，经过二号聚焦透镜会聚后入射至光谱仪上，光谱仪通过PCI接口与计算机相连。该检测方法为光谱仪获取待测气体中所有气体的光谱并发送至计算机，计算机根据光谱仪获取的待测气体的波长值再由波长值获知待测气体中的气体类型。本发明适用于对SF6气体及其分解物的检测。
文档编号G01N21/17GK102866115SQ20121037977
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者李林军, 白云峰 申请人:李林军