油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及一种油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置及其检测方法，尤其适用于各电压等级充油电气设备现场检测油中溶解乙炔气体含量的专用快速检测装置。

背景技术：

近年来，通过在运行中检测油中溶解气体含量判断充油电气设备内部故障性质，已经成为保证充油电气设备运行安全的重要手段，而检测油中溶解乙炔气体含量则是判断充油电气设备有无严重放电性故障的重要技术指标。

常规进行油中溶解乙炔气体含量检测的方法主要是实验室气相色谱检测法，即由作业人员在现场将被测充油电气设备油样采集后，将油样送至油气实验室，再经样品处理、振荡脱气、平衡气转移、气样注入色谱仪等复杂环节后，方能得到充油电气设备油中溶解乙炔气体的含量，从而判断充油设备的故障性质。按以上做法取得的油中溶解乙炔气体含量数据准确可靠，但每个油样从运输到完成整个试验操作流程，通常需要耗费五至六个小时才能得到检测结果。一旦充油电气设备因突发故障跳闸，现场需要快速分析判断故障性质时，该方法就因用时过长而无法满足现场即时判断的需要。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置及其检测方法，实现快速判断充油电气设备的故障。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置，包括一封闭式的试油脱气装置，所述试油脱气装置的内腔上下依次连通设置有气室和油室，所述气室和油室之间还设置有一油气分离滤网，所述试油脱气装置的顶部和底部还分别设有一注油口和排油口，所述注油口穿过所述油气分离滤网向内延伸至油室内，所述排油口上设有一排油阀；所述试油脱气装置的内腔底部中心处且位于油气分离网下方还设置有搅拌桨，所述搅拌桨经一电机驱动；所述油脱气装置的内腔底部还对称装设有四个加热器和一感温探头；还包括一加压气泵，所述加压气泵的出气口经一进气管与气室相连通；所述气室还经一出气管与容置有化学物质且透明的检测管相连通；所述加压气泵、排油阀、电机、加热器和感温探头均与一控制器电性连接。

进一步的，所述进气管的出气口经三个分支管与气室相连通，三个分支管从上至下间隔设置于圆筒侧壁上，三个分支管上还分别设有进气阀；所述出气管相对于所述分支管设置圆筒侧壁上，所述出气管上还设置有出气阀、稳压阀、稳流阀和流量计；所述出气管的出口还连通有第一支管和第二支管，所述第一支管上设有用于控制冲洗的冲洗阀，所述第二支管上设有用于控制检测的检测阀，所述出气管经第二支管与所述检测管的入口相连通，所述检测管的出口还连通有一第三出气管，所述第三出气管上设有一单向阀；所述进气管上还设有一压力表；所述进气阀、出气阀、稳压阀、稳流阀、流量计、冲洗阀和检测阀均与所述控制器电连。

进一步的，所述控制器包括一与外部交流电源连接的空气开关b、与空气开关相连的交直流转换器；所述交直流转换器的正输出端经一测试键sq1、控制继电器2j、第一定时继电器1sj和气路继电器1j与交直流转换器的负输出端连接；所述交直流转换器的正输出端经一检测键sq2、温度控制器q、搅拌继电器3j和第二定时继电器2sj与交直流转换器的负输出端连接；所述控制器还包括一检测继电器4j，所述检测继电器4j的一端经第二定时继电器2sj的常闭开关与交直流转换器正输出端，另一端与气路继电器1j连接；所述进气阀、出气阀和加压气泵分别经所述气路控制继电器1j与第一定时继电器1sj电连，所述排油阀和冲洗阀与所述控制继电器2j电连，所述检测阀与所述检测继电器4j电连；所述电机、加热器经搅拌继电器3j与第二定时继电器2sj电连；所述加热器和感温探头还与所述温度控制器电连；所述流量计还经一电源继电器与交直流转换器的正、负输出端连接。

进一步的，所述测试键sq1和检测键sq2均为24v自锁断电复位按键，所述第一定时继电器1sj和第二定时继电器2sj均为双通道定时继电器；所述交直流转换器为220v交流电转24v直流电转换器。

进一步的，所述试油脱气装置为一长80mm，直径65mm的金属圆筒，所述油室容量为60ml,每个分支管间隔为10mm,所述油气分离滤网与试油脱气装置顶部之间的距离为35mm。

进一步的，所述的油气分离滤网为细密的玻璃纤维丝网。

进一步的，所述搅拌桨由一搅拌杆和倾斜设置于所述搅拌杆两侧的桨叶组成；所述桨叶呈三角形，并且每个桨叶分别设有一个以上的通孔。

进一步的，所述检测管固定于一支撑架，所述支撑架的上表面开设有一用于固定检测管的槽口，所述支撑架的两端还分别设有一用于固定第二支管和第三支管的不锈钢框架。

进一步的，所述检测管为乙炔气体专用的玻璃管，其内径为3mm-4mm，玻璃管两端设有熔封，且玻璃管表面标有气体的浓度刻度。

本发明还提供一种基于上述油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤s1:检测开启前，用取油样针筒从被测充油电气设备内部抽取油样；

步骤s2:启动加压气泵，同时开启排油阀，将试油脱气装置油室内部积油排尽，并利用气泵中的高压气流依次经进气管、试油脱气装置内腔及出气管进行吹洗；

步骤s3:冲洗完毕后，关闭排油阀和加压气泵，将步骤s1抽取的油样经注油口注入油室内；

步骤s4：进行油样检测，注入的油样在密封的油室内经加热器加热至50℃，加热的同时搅拌桨不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合；

步骤s5：持续5分钟后，停止搅拌并静止5分钟，此时积聚在气室的气体为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样；

步骤s6：静止时间到达后，启动加压气泵，通过加压气泵中的高压气流将平衡气样经出气管进行稳压、稳流，并且将恒定压力和流速下的平衡气样输入检测管内；

步骤s7：平衡气样与检测管内的化学物质进行化学反应，并在检测管外表面上通过颜色显示；当检测管内持续通过的气体流量达到设定值时，则关闭加压气泵，检测结束；

步骤s8：检测完成后，排出检测管中的气体。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：通过本发明提供的油中溶解乙炔气体现场快速检测装置，可以实现在充油电气设备突发故障时，在现场对油中溶解乙炔气体进行快速检测，从而迅速判断故障的性质。整个检测过程均采用自动控制，操作简单方便。由于实现试油脱气、取气、检测自动一体化流程，其检测用时仅需15分钟左右，为实验室气相色谱法耗时的二十分之一；本装置所述检测管为采高精度气体检测管，测试速度快，显示方式直观明了，大大提高了现场充油电气设备有无严重放电性故障的分析判断速度，而且整个装置结构小巧、携带方便，无需配置专用的载气源，十分适合各电压等级充油电气设备现场快速检测油中溶解乙炔气体含量使用。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本发明实施例的油中溶解乙炔气体现场快速检测装置的工作示意图。

图2是本发明实施例的试油脱气装置结构示意图。

图3是本发明实施例油中溶解乙炔气体现场快速检测装置控制回路图。

图中：1-加压气泵；2-压力表；3-进气管；30-分支管；4-取油样针筒；5-试油脱气装置；500-进气阀；501-注油口；502-出气阀；503-油气分离滤网；504-加热器；505-搅拌桨；506-感温探头；507-排油阀；508-电机；6-稳压阀；7-稳流阀；8-流量计；9-冲洗阀；10-检测阀；11-检测管；12-固定架；13-单向阀；14-出气管；140-第一支管；141-第二支管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～3所示，本发明实施例提供的一种油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置，包括一封闭式的试油脱气装置5，所述试油脱气装置5的内腔上下依次连通设置有气室和油室，所述气室和油室之间还设置有一油气分离滤网503，所述试油脱气装置5的顶部和底部还分别设有一注油口501和排油口，所述注油口501穿过所述油气分离滤网503向内延伸至油室内，所述排油口上设有一排油阀507；所述试油脱气装置5的内腔底部中心处且位于油气分离网下方还设置有搅拌桨505，所述搅拌桨505经一电机508驱动；所述油脱气装置的内腔底部还对称装设有四个加热器504和一感温探头506；还包括一加压气泵1，所述加压气泵1的出气口经一进气管3与气室相连通；所述气室还经一出气管14与容置有化学物质且透明的检测管11相连通；所述加压气泵1、排油阀507、电机508、加热器504和感温探头506均与一控制器电性连接。

从上述可知，本发明的有益效果在于：本装置是采用顶空脱气法原理将被测油样与空气充分混合，使之形成带有油中溶解乙炔气体成分的平衡气体样品。再利用气压活塞原理将被测气体样品送入特定的气体检测管11内，由于气体样品与检测管11中化学物质发生化学反应，并发生对应颜色变化，从而判断出被测气体是否含有乙炔气体组分及其含量的工作原理进行研制的。本装置测试速度快，显示方式直观明了，大大提高了现场充油电气设备有无严重放电性故障的分析判断速度，而且整个装置结构小巧、携带方便，无需配置专用的载气源，十分适合各电压等级充油电气设备现场快速检测油中溶解乙炔气体含量使用。所述注油口501为旋塞式注油口501，且注油口501的下方延伸有一段金属管，用于被测油样注入到油气分离滤网503的下方。所述加热器504为长度16mm、直径3mm的dc24v陶瓷电加热棒，加热功率≤50w，主要用于对油样的快速均匀加热。

在本实施例中，所述进气管3的出气口经三个分支管30与气室相连通，三个分支管30从上至下间隔设置于圆筒侧壁上，三个分支管30上还分别设有进气阀500；所述出气管14相对于所述分支管30设置圆筒侧壁上，所述出气管14上还设置有出气阀502、稳压阀6、稳流阀7和流量计8；所述出气管14的出口还连通有第一支管140和第二支管141，所述第一支管140上设有用于控制冲洗的冲洗阀9，所述第二支管141上设有用于控制检测的检测阀10，所述出气管14经第二支管141与所述检测管11的入口相连通，所述检测管11的出口还连通有一第三出气管14，所述第三出气管14上设有一单向阀1313；所述进气管3上还设有一压力表2；所述进气阀500、出气阀502、稳压阀6、稳流阀7、流量计8、冲洗阀9和检测阀10均与所述控制器电连。所述稳压阀6和稳流阀7分为气流稳压器和气流稳流器，用于将从试油脱气装置5出气口输出的带有平衡气样的混合气流稳压至30kpa和稳流至100ml/min，以符合检测管11测试要求。所述流量计8为电子气体质量流量计8，流量测量范围5~35000ml/min，响应时间≤3秒，其主要用于对流入检测管11的带有平衡气样的混合气流进行流量控制，保证测试的准确性。所述的单向阀13为气相色谱仪专用单向阀13，主要用于检测管11装入检测管11固定架12后对出气口进行单向封闭，防止在未检测时外界杂质将检测管11内试剂污染，影响检测准确性。

在本实施例中，所述控制器包括一与外部交流电源连接的空气开关b、与空气开关相连的交直流转换器；所述交直流转换器的正输出端经一测试键sq1、控制继电器2j、第一定时继电器1sj和气路继电器1j与交直流转换器的负输出端连接；所述交直流转换器的正输出端经一检测键sq2、温度控制器q、搅拌继电器3j和第二定时继电器2sj与交直流转换器的负输出端连接；所述控制器还包括一检测继电器4j，所述检测继电器4j的一端经第二定时继电器2sj的常闭开关与交直流转换器正输出端，另一端与气路继电器1j连接；所述进气阀500、出气阀502和加压气泵1分别经所述气路控制继电器1j与第一定时继电器1sj电连，所述排油阀507和冲洗阀9与所述控制继电器2j电连，所述检测阀10与所述检测继电器4j电连；所述电机508、加热器504经搅拌继电器3j与第二定时继电器2sj电连；所述加热器504和感温探头506还与所述温度控制器电连；所述流量计8还经一电源继电器lj与交直流转换器的正、负输出端连接。

在本实施例中，所述测试键sq1和检测键sq2均为24v自锁断电复位按键，所述第一定时继电器1sj和第二定时继电器2sj均为双通道定时继电器；所述交直流转换器为220v交流电转24v直流电转换器。

在本实施例中，所述试油脱气装置5为一长80mm，直径65mm的金属圆筒，所述油室容量为60ml,每个分支管30间隔为10mm,所述油气分离滤网503与试油脱气装置5顶部之间的距离为35mm。

在本实施例中，所述的油气分离滤网503为细密的玻璃纤维丝网。主要用于分隔油气界面，在油室内搅拌油样时防止油液向上飞溅及快速平抑油沫，缩短被测平衡气样形成时间。

在本实施例中，所述搅拌桨505由一搅拌杆和倾斜设置于所述搅拌杆两侧的桨叶组成；所述桨叶呈三角形，并且每个桨叶分别设有一个以上的通孔。所述的搅拌桨505靠一台转速为300转/分钟的微型减速直流电机508驱动，旋转直径为45mm，每个浆叶上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。

在本实施例中，所述检测管11固定于一支撑架，所述支撑架的上表面开设有一用于固定检测管11的槽口，所述支撑架的两端还分别设有一用于固定第二支管141和第三支管的不锈钢框架。

在本实施例中，所述检测管11为乙炔气体专用的玻璃管，其内径为3mm-4mm，玻璃管两端设有熔封，且玻璃管表面标有气体的浓度刻度。在两端熔封的玻璃管里紧密地填充可与被测气体反应并显色的乙炔气体专用试剂，其表面标有气体的浓度刻度和检测范围，其检测额定气压30kpa、流速100ml/min、检测气体体积500ml。使用时将检测管11两端玻璃熔封割断，按气流检测方向插入检测管11固定架12后即可使用。

本发明还提供一种基于上述油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤s1:检测开启前，用取油样针筒4从被测充油电气设备内部抽取油样；

步骤s2:启动加压气泵1，同时开启排油阀507，将试油脱气装置5油室内部积油排尽，并利用气泵中的高压气流依次经进气管3、试油脱气装置5内腔及出气管14进行吹洗；

步骤s3:冲洗完毕后，关闭排油阀507和加压气泵1，将步骤s1抽取的油样经注油口501注入油室内；

步骤s4：进行油样检测，注入的油样在密封的油室内经加热器504加热至50℃，加热的同时搅拌桨505不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合；

步骤s5：持续5分钟后，停止搅拌并静止5分钟，此时积聚在气室的气体为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样；

步骤s6：静止时间到达后，启动加压气泵1，通过加压气泵1中的高压气流将平衡气样经出气管14进行稳压、稳流，并且将恒定压力和流速下的平衡气样输入检测管11内；

步骤s7：平衡气样与检测管11内的化学物质进行化学反应，并在检测管11外表面上通过颜色显示；当检测管11内持续通过的气体流量达到设定值时，则关闭加压气泵1，检测结束；

步骤s8：检测完成后，排出检测管11中的气体。

下面通过本实施例的具体实施过程对本发明做进一步的解释说明。

使用时，用取油样针筒4从被测充油电气设备内部取出油样后，按下控制器上的测试键，控制继电器2j、气路继电器1j、第一定时继电器1sj接通，气路继电器1j的常开开关1j1、1j2、1j3、1j4、1j5，控制继电器2j的常开开关2j1、2j2闭合。将加压气泵1启动，同时将试油脱气装置5油室底部排油阀507、进气阀500、出气阀502、冲洗阀9打开，将试油脱气装置5油室内部积油排尽，并利用高压气流对油室内部及出气管14和进气管3构成的气路进行吹洗，约5分钟后第一定时继电器1sj常开开关1sj1断开回路，排油阀507、进气阀500、出气阀502、冲洗阀9和加压气泵1也断电复位，将油室各进出口自动封闭完成测试前准备。

准备完毕，将40ml油样从注油口501注入试油脱气装置5油室内，按下控制器上的检测键，测试键弹起复位，第一定时继电器1sj断电，此时启动试油脱气检测流程：温度控制器q、搅拌继电器3j、第二定时控制继电器2sj接通，从而第二定时控制继电器2sj的常开开关2sj1和2sj2闭合，搅拌继电器3j的常开开关3j1、3j2和温控控制器q的信号接点闭合，内置加热器504和搅拌桨505启动。注入的被测油样在密封的油室内被加热器504加热至50℃，加热的同时搅拌桨505不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合。持续5分钟后，第二定时控制继电器2sj2常开开关2sj2断开回路，停止加热和搅拌并开始静止，此时积聚在油室内油气分离滤网503上方的气体即为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样。

静止5分钟到达后，定时控制继电器2sj2常闭开关2sj2闭合，气路继电器1j、检测继电器4j接通，常开控制接点1j1、1j2、1j3、1j4、1j5、4j1闭合，加压气泵1启动，油室进气阀500、出气阀502及检测阀10同时开启，利加压气泵1产生的高压气流将在油室内油气分离滤网503上方积聚的平衡气样加速，从出气阀502流出经气流稳定控制装置稳压阀6、稳流阀7稳压、稳流后，以恒定压力、流速送入气体检测部分的乙炔检测管11内。在管内平衡气体样品与检测物质进行化学反应，并在乙炔检测管11外表面上通过颜色指示出来，检测后的气体通过单向阀13后排入大气。当检测管11内持续通过的气体流量达到电子流量计8设定值（约500ml）后，所述电源继电器lj断电，电源继电器的常开开关lj1断开，将整个回路电源切断，系统各部分断电复归，检测结束。通过以上过程，就实现了在现场快速检测判断的油中溶解乙炔气体的目的。

综上所述，本发明提供的一种油中溶解乙炔气体含量的现场快速检测装置及其检测方法，测试速度快，大大提高了现场充油电气设备有无严重放电性故障的分析判断速度，而且结构小巧、携带方便，无需配置专用的载气源，十分适合各电压等级充油电气设备现场快速检测油中溶解乙炔气体含量使用。

本发明提供的上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。