专利名称：基于声速测量的氢气定量检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力变压器油中故障气体定量分析过程中的氢气检测技术，特别
是涉及一种基于声速测量的氢气定量检测装置。
背景技术：
电力变压器油中故障气体定量分析是目前电力变压器故障诊断的主要方法之一， 根据中华人民共和国电力行业标准DL/T 722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导 则》，氢气是几种需要检测的气体之一。 目前，对样气中氢气的检测方法主要有色谱检测、电化学传感器和声波相位漂移 检测等方法，其中色谱检测方法，检测分辨率高，但系统复杂，而化学传感器检测方法虽然 结构较为简单，但其检测精度和分辨率难以满足《变压器油中溶解气体分析和判断导则》的 要求。 根据J. K. S Wan等人的研究结果(A novel acoustic sensing system foron line hydrogon measurements)以空气为背景气体时，光激发的声波在含有不同氢气体积 分数的混合气体中的传播时间的相对漂移与氢气的体积分数成正比。因此，可采用声波相 位漂移检测方法实现对混合气体中氢气的检测，但声波相位漂移检测方法由于存在易受环 境噪声、信号放大电路相位漂移等干扰，其检测的稳定性、精度以及分辨率受到一定的限 制。 由于以上所述的声波相位漂移是声波传播速度变化引起的，即声波在含有不同氢 气体积分数的混合气体中的传播速度与氢气的体积分数成正比，因此，根据这一基本规律 和原理，可采用不易受环境噪声干扰的超声波声源及接收器和具有适当声波传播距离的密 封装置，通过对超声波传播速度的测量，实现对混合气体中氢气的高精度检测。
发明内容本实用新型的目的是提供一种在微处理器控制下，基于声速测量的氢气定量检 测装置，以实现对混合气体中氢气的高精度检测。 实现本实用新型的目的所采取的技术方案是一种基于声速测量的氢气定量检测 装置，它包括一超声波发射模块通过声波传导管与一超声波接收模块相连接，其特征在 于所述的超声波发射模块包括超声波发射室上设置的样气进气口，超声波发射室内置的 超声波发射器焊接在固定板上，并通过压接螺柱固定在超声波发射室内；所述的超声波接 收模块包括气室内置的超声波接收器、主拾音器、辅拾音器、平镜片和凸透聚光镜，气室上 设有样气出气口，超声波接收器和主拾音器焊接在固定板上，并通过压板固定在气室内；辅 拾音器焊接在固定板上，并通过螺柱固定在气室内；平镜片与凸透聚光镜片同轴相对设置 于气室的两端，平镜片通过平镜压接法兰固定在气室内的左侧，凸透聚光镜片通过凸透聚 光镜压接法兰固定在气室内的右侧。 本实用新型的基于声速测量的氢气定量检测装置的优点是由于采用不易受环境噪声干扰的超声波发射模块通过具有适当声波传播距离的声波传导管与一超声波接收模 块密封连接，通过对超声波传播速度的测量，保证测量数据的高可靠性和高精度性，实现了 对混合气体中氢气的高精度检测。
图1为基于声速测量的氢气定量检测装置结构示意图。 图中1平镜压接法兰，2平镜片，3压接板，4气室，5样气出气口 ， 6主拾音器，7辅 拾音器，8拾音器压接螺柱，9声波传导管，10超声波接收器，11凸透聚光镜片，12凸透聚光 镜压接法兰，13样气进气口 ， 14超声波发射器，15超声波发射器压接螺柱，16超声波发射室。
具体实施方式下面利用附图所示的实施例对本实用新型作进一步说明。 参照图l，本实用新型的基于声速测量的氢气定量检测装置，它包括一超声波发 射模块通过声波传导管9与一超声波接收模块相连接。所述的超声波发射模块包括超声波 发射室16，在超声波发射室16上设有样气进气口 13，超声波发射室16内置有超声波发射 器14，超声波发射器14焊接在固定板上，并通过压接螺柱15固定在超声波发射室16内。 所述的超声波接收模块包括气室4内置的超声波接收器10、主拾音器6、辅拾音器7、平镜片 2和凸透聚光镜11，气室4上设有样气出气口 5，超声波接收器10和主拾音器6焊接在固定 板上，并通过压板3固定在气室4内；辅拾音器7焊接在固定板上，并通过螺柱8固定在气 室4内；平镜片2与凸透聚光镜片11同轴相对设置于气室4的两端，平镜片2通过平镜压 接法兰1固定在气室4内的左侧，凸透聚光镜片11通过凸透聚光镜压接法兰12固定在气 室4内的右侧。超声波发射模块的超声波发射室16和超声波接收模块的气室4均由优质 不锈钢或黄铜制成。声波传导管9采用小口径紫铜管或不锈钢管。超声波发射器14和超 声波接收器10采用市售高频率的超声波收发器。 本实用新型所涉及的基于声速测量的氢气定量检测装置工作方式为通过微处理 器控制对超声波发射器14、超声波接收器10的控制，结合基于声速测量的氢气定量检测装 置的结构，实现了对混合气体中氢气的高精度取样和检测。
权利要求一种基于声速测量的氢气定量检测装置，它包括一超声波发射模块通过声波传导管与一超声波接收模块相连接，其特征在于所述的超声波发射模块包括超声波发射室上设置的样气进气口，超声波发射室内置的超声波发射器焊接在固定板上，并通过压接螺柱固定在超声波发射室内；所述的超声波接收模块包括气室内置的超声波接收器、主拾音器、辅拾音器、平镜片和凸透聚光镜，气室上设有样气出气口，超声波接收器和主拾音器焊接在固定板上，并通过压板固定在气室内；辅拾音器焊接在固定板上，并通过螺柱固定在气室内；平镜片与凸透聚光镜片同轴相对设置于气室的两端，平镜片通过平镜压接法兰固定在气室内的左侧，凸透聚光镜片通过凸透聚光镜压接法兰固定在气室内的右侧。
专利摘要一种基于声速测量的氢气定量检测装置，它包括超声波发射模块通过声波传导管与超声波接收模块相连接，其特点是超声波发射模块包括超声波发射室上设置的样气进气口，超声波发射室内置的超声波发射器焊接在固定板上，并通过压接螺柱固定在超声波发射室内；超声波接收模块包括气室内置的超声波接收器、主拾音器、辅拾音器、平镜片和凸透聚光镜，气室上设有样气出气口，超声波接收器和主拾音器焊接在固定板上，并通过压板固定在气室内；辅拾音器焊接在固定板上，并通过螺柱固定在气室内；平镜片与凸透聚光镜片同轴相对设置于气室的两端，平镜片固定在气室内的左侧，凸透聚光镜片固定在气室内的右侧。能够实现对混合气体中氢气的高精度检测。
文档编号G01N29/024GK201522477SQ20092009440
公开日2010年7月7日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者关涛, 刘守茹, 姜丰, 聂文斌, 辛峰, 高连伟 申请人:白山发电厂;吉林市北华电子技术开发有限责任公司