1.本发明涉及变压器油液检测相关技术领域，具体是一种基于多组分标气系统的油样混油系统及检测方法。
背景技术：2.tdlas气体分析技术本质上是一种吸收光谱技术，通过分析所测光束被气体的选择吸收获得气体浓度。其原理是当激光器，发出光信号通过气体腔，用光电探测器对激光器，的光功率进行接收，当改变激光器驱动电流，输出光功率将会随之改变，出光波长也会有所改变，以此推导出输出光功率和出光波长的变化关系，如果在波长扫频的范围内，没有出现气体吸收线，那么光电探测器接收的光功率和激光器输出的光功率应该是一样的。但是，当在波长范围内发现吸收线时，在光功率测试时会有凹陷。通过凹陷处的波长和深度，可以判断该气体的种类和强度，这个是气体探测的基本原理。
3.tdlas气体检测模块可用于变压器油中气体检测，为了完善tdlas气体检测模块的研发、校准以及现场的实际使用，保证tdlas气体检测模块的精度和可靠性，需要获得多组分气体含量稳定的油液作为脱气样品，因此要开发能够保证tdlas气体检测模块高精度和大范围测试的配气系统、混油系统及相应的检测方法。传统的混油系统主要采用震荡混气原理或油箱混油方式，其充分混合时间较长，混合效率较低，且浓度不可控，无法保证tdlas气体检测模块在比较宽的浓度范围内线性度、精确度的测试。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种基于多组分标气系统的油样混油系统及检测方法，本发明主要包括多组分配气系统以及油样混油系统，能够高效的获得多组分气体以及气体含量稳定的油液作为脱气样品，从而实现tdlas气体检测模块的标定和测试。
5.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
6.根据本发明的一个方面，提供一种基于多组分标气系统的油样混油系统，包括配气系统以及混油系统；
7.所述配气系统包括多个存储有固定浓度单组分气体的储气罐，多个储气罐分别通过管路上依次设置的单极减压阀、质量流量计、闸阀连接至静态混合器入口，静态混合器入口连通标气气罐；
8.所述混油系统包括补油泵、标油油罐、气液混合泵、文丘里射流器以及脱气回路泵，所述补油泵通过管道连接气液混合泵进口，所述标气气罐通过管道连接气液混合泵进口以及文丘里射流器进气口，所述气液混合泵出口通过管道连接标油油罐进口，所述标油油罐出口通过管道连接文丘里射流器进油口，所述文丘里射流器出口通过管道连接气液混合泵进口，且在管道上设置冷却器，所述标油油罐还连接有脱气回路，在脱气回路上设置所述脱气回路泵以及脱气装置，所述脱气装置连接tdlas气体检测模块。
9.进一步，所述标气气罐与气液混合泵连接管道上设置有第一开关阀，所述标气气
罐与文丘里射流器进气口连接管道上设置第二开关阀，所述文丘里射流器出口与气液混合泵连接管道上设置第三开关阀，所述第二开关阀与文丘里射流器之间的管道上设置第一真空泵。
10.进一步，所述文丘里射流器出口与气液混合泵连接的管道上设有单向阀以及第一排气阀，所述标油油罐与文丘里射流器连接的管道上设有第二排气阀以及第四开关阀。
11.进一步，所述脱气回路上还设置有第二真空泵以及流量计。
12.进一步，所述标油油罐出口、文丘里射流器进油口、脱气回路之间通过第一二位三通电磁阀连通；
13.所述气液混合泵出口、脱气回路、标油油罐进口之间通过第二二位三通电磁阀连通。
14.进一步，所述配气系统还包括第一换向阀以及第二换向阀，所述静压混合器出口连接第一换向阀进口，第一换向阀具有两个出口，两个出口分别连接第二换向阀进口以及标气气罐，所述标气罐通过闸阀连接一气相色谱仪，所述第二换向阀具有两个出口，两个出口分别连接tdlas气体检测模块以及大气。
15.进一步，所述标气气罐连接有第三真空泵。
16.进一步，多个用于存储单组分气体的储气罐中包括一个用于提供背景气的n2储气罐以及多个目标气体储气罐，所述n2储气罐与静态混合器连接的管路上设置第一压力表，所述第一压力表设置于对应管路上的闸阀后方。
17.进一步，还包括气体汇流器，多个目标气体储气罐先共同连接至一气体汇流器后再与所述静态混合器连接。
18.进一步，所述气体汇流器与静态混合器的连接管路上设置第二压力表，所述气罐上设置有第三压力表。
19.根据本发明的另一方面，提供一种标气系统以及油样混油系统的检测方法，用于tdlas气体检测模块的校准与标定，所述检测方法包括标准气体检测方法以及油样检测方法，其中，标准气体检测方法包括如下步骤：
20.s11、使背景气n2对应的闸阀处于常开状态，第一换向阀与第二换向阀连通，第二换向阀与大气连通，打开所需目标气体闸阀，目标气体经过回流和混合后，切换第二换向阀使其与tdlas气体检测模块连通；
21.s12、混合的多组分气体进入tdlas气体检测模块后一段时间，检测结果趋于稳定，此时切换第换向阀使其与标气气罐连通，将气体导入预先被抽真空的标气气罐内，第三压力表达到0.3mpa即可停止气体的混合，使第一换向阀和第二换向阀均恢复到初始状态，标气气罐内充入的混合气体注入气相色谱仪进行检测，并将检测数据与tdlas气体检测模块数据进行对比分析；
22.油样检测方法包括如下步骤：
23.s21、使第一二位三通阀处于气液混合泵与标油油罐连通、第二二位三通阀处于脱气回路与标油油罐连通状态，补油泵，气液混合泵初步缓速运行，使补油泵至单向阀、补油泵至气液混合泵至第一开关阀、气液混合泵至标油油罐至第四开关阀均充满空白油液，管路中的气体从第一排气阀以及第二排气阀排出后，补油泵和气液混合泵停止运行；
24.s22、开启第一真空泵，将文丘里射流器至第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀的
气液流道抽真空，真空度至30mpa以下，第一真空泵即停止运行；
25.s23、开启第四开关阀，使补油泵与气液混合泵再次缓速运行，油液进入文丘里射流器至第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀的流道并充满，然后开启第三开关阀，油液经冷却器、单向阀和第一排气阀，将管路中的气体从第一排气阀排出后，回到补油泵处的油路，经一段时间运行，将管路内的气体全部排出后，关闭第一排气阀；
26.s24、打开第一开关阀、第二开关阀，同时冷却器开启，气液混合泵标速运行，标准气体与空白油液开始进行混合；
27.s25、经过一段时间运行后，气液混合泵停止运行，开启第二真空泵，对脱气油路进行抽真空，真空度至30mpa以下，第二真空泵即停止运行，此时第一二位三通阀、第二二位三通阀位置切换，则标油油罐中因管路中为真空，油液流入脱气油路中并充满；
28.s26、脱气回路泵开启，油液在脱气油路中循环，压力作用下，油中气体脱气装置溢出，而油液还是继续保留在脱气油路中，经一段时间循环后，开启脱气装置后方的开关阀，气体进入到tdlas气体检测模块进行检测
29.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
30.1、本发明主要包括标准气体的配气系统以及标准油样的混油系统，通过配气系统得到所需的标准气体，通过得到的标准气体与空白油样进行混合得到标准油样，混油系统不采用震荡混气的方式，而是采用常用于气液混合的文丘里射流器与气液混合泵联合组成一个闭路液流循环系统，在闭路系统中再配以补油，补气，冷却，取油，脱气等装置，形成一个可以动态循环，不断达到油气平衡的液流系统，经过多次循环混合后，混合油液经由脱气模块进行脱气后可以获得标准的脱气样品，由tdlas气体检测模块进行检测，可实现tdlas气体检测模块的校准和标定。
31.2、本发明的配气系统中，输入为多种固定浓度的单组分气体，其中n2为背景气，其他气体为tdlas气体检测模块所要检测的目标气体，可根据测试需要添加所需的气体，需要检测某一种或几种气体时，打开相应的闸阀即可，通过第一换向阀以及第二换向阀的切换，能够通过tdlas气体检测模块以及气相色谱仪对气体进行检测分析，通过tdlas气体检测模块以及气相色谱仪数据对比实现tdlas气体检测模块的开发和校准，保证tdlas气体检测模块的精度和可靠性，因此，通过本系统能够实现tdlas气体检测模块的两次标定和校准以及实际使用效果的检测。
32.3、本发明的检测方法，能够通过配气系统中,tdlas气体检测模块与气相色谱仪的数据对比，实现tdlas气体检测模块的校准和测定等，通过混油系统中的检测，能够实现tdlas气体检测模块的校准、标定等，方法简单，操作方便，能够保证tdlas气体检测模块的精度。
附图说明
33.附图1是本发明系统结构示意图。
34.附图2是本发明配气系统结构示意图。
35.附图中所示标号：
36.1、补油泵；2、气液混合泵；3、标气气罐；4、标油油罐；5、文丘里射流器；6、脱气装置；7、脱气回路泵；8、第一真空泵；9、冷却器；10、单向阀；11、第一排气阀；12、第一二位三通
阀；13、第二二位三通阀；14、流量计；15、第二排气阀；16、第一开关阀；17、第二开关阀；18、第三开关阀；19、第四开关阀；20、第二真空泵；21、单极减压阀；22、质量流量计；23、闸阀；24、第一压力表；25、静态混合器；26、气体汇流器；27、第二压力表；28、第一换向阀；29、第二闸阀；210、第三压力表；211、第二换向阀；212、tdlas气体检测模块；213、第三真空泵；214、气相色谱仪。
具体实施方式
37.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
38.如图1、2所示，为本发明所提供的一种基于多组分标气系统的油样混油系统。本系统主要由两部分组成：标准气体配气系统以及混油系统。其中，配气系统主要用于用于获得所需的标准气体，标准气体在混油系统中与空白油样进行充分混合，最终得到所需的标准油样，标准油样在脱气回路中循环实现脱气处理，最终得到所需的测试样品。
39.实施例1：
40.本实施例提供一种标准气体的配气系统，主要是用于获得多组分标准气体，标准气体被存储于标气气罐内，用于与空白油液混合以得到标准油样。本实施例所提供的配气系统，同时也能够为tdlas气体检测模块的研发、校准和标定等提供相应的数据支持，从而保证tdlas气体检测模块的精确度。
41.具体的，本实施例所提供的配气系统采用高精度质量流量计22、静态混合器25等核心部件，可以高效、均匀、精确地混合配比多组分标准气体，使用质量流量计22进行动态配气，将介质压力、温度变化的影响降到最低。
42.如图2所示，该系统输入为多种固定浓度的单组分气体，图示中n2为背景气，其他气体为tdlas气体检测模块所要检测的目标气体，分为co、co2、ch4、c2h6、c2h4、c2h2共6种气体，也可根据测试需要另外添加其他种类的气体。
43.系统图2中左侧为各单组分气体的储气罐，储气罐中的气体经由单极减压阀21减压后进入质量流量计22，由质量流量计22对各气体的输出流量进行控制。n2储气罐经闸阀23连接静态混合器25，目标气体储气罐经由闸阀23进入气体汇流器26内，再通过气体汇流器26流入至静态混合器25。其中背景气n2对应管路的闸阀23为常开状态，其他单组分气体的闸阀23为常闭状态，需要检测某一种或几种气体时，则打开相应的闸阀23。经过初步汇流的气体还没有充分混合，所以从气体汇流器26输出的气体将再与背景气n2汇流，进入静态混合器25内。静态混合器25的原理是通过扰流片破坏紊流，使气体充分混合。静压混合器25出口连接至第一换向阀28进口，第一换向阀28具有两个出口，两个出口分别连接第二换向阀211进口以及标气气罐3，标气气罐3出口通过第二闸阀29连接气相色谱仪214，标气气罐3同时连接有第三真空泵213，第二换向阀211同样具有两个出口，两个出口分别连接tdlas气体检测模块12以及大气。
44.在本实施例中，作为优选，为了便于检测各管路的压力，在背景气n2管路上设置第一压力表24，在气体汇流器26和静态混合器25连接管路上设置第二压力表27，在标气气罐3处设置第三压力表210。
45.由于背景气n2的闸阀23为常开状态，为确保系统管路吹扫效果和系统安全性，第一换向阀28和第二换向阀211设置为图2中所示状态，当目标气体的闸阀打开后，经过汇流和混合，切换第二换向阀211，多组分气体进入tdlas气体检测模块212内进行检测，多组分气体经过一段时间的混合吹过tdlas气体检测模块212后，检测结果趋于稳定，则切换第一换向阀211，将气体导入预先被抽真空的标气气罐3内，第三压力表210达到0.3mpa即可停止气体的混合，第一换向阀28和第二换向阀211均恢复到初始状态。标气气罐3内充入的混合气体注入气相色谱仪214内进行检测，气相色谱仪214检测数据与tdlas气体检测模块212的数据一一对应，用于tdlas气体检测模块212的开发和校准。
46.在实际使用过程中，为了降低混合气体时背景气体n2与各单组分气体的流量比，提高质量流量计22对流量的控制，更有利于提升混气精度，因此储气罐中的各单组分气体也应当进行相应的稀释。各储气罐的输出压力需要加以限制，压力既不能过高，也不能过低。首先压力设定不超过0.2mpa(2bar)，虽然质量流量计2的耐压等级可达3mpa，最大工作压力0.45mpa，但tdlas气体检测模块212的气室压力基本等同于大气压，从质量流量计22流出的压降过大，会在阀内形成紊流直接冲击检测模块气室，形成震荡，紊流加剧，造成气流的不稳定，相应的检测值也不稳定。其次压力不得低于1bar，原因是质量流量计22的工作压力范围需大于0.5bar(小量程的最低压力》0.5bar,大量程的最低压力》1bar)，过低的压力会使质量流量计2的阀芯控制减弱，流量值的控制精度变差，导致实际的气体浓度波动范围变大，测量不稳定。综上，对于储气罐的输出压力控制在1-2bar之间为宜。
47.实施例2：
48.本实施例提供一种基于实施例1的标气气罐3的油样混油系统，本混油系统使用的标准气体即由实施例1中标气气罐3存储的标准气体。
49.如图1所示，本混油系统包括补油泵1、标气气罐3、标油油罐4、气液混合泵2、文丘里射流器5以及脱气回路泵7，其中，补油泵1用于将空白油样从油箱中抽取并送入气液混合泵2进口，标气气罐3用于提供标准气体，其通过管道连接气液混合泵2进口用于将标准气体送入气液混合泵2，在气液混合泵2内进行初步混合，标气气罐3同时连接文丘里射流器5进气口，气液混合泵2出口通过管道连接标油油罐4进口用于将混合油液送至标油油罐4，标油油罐4出口通过管道连接文丘里射流器5进油口，在文丘里射流器5内，利用文丘里效应，使高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用，将标气和混合油液再次进行混合，然后再将该部分混合油液通过冷却器9，降低油液经过泵和文丘里射流器5之后的温度，提高气体的溶解度，经过冷却后的混合油液再次进入气液混合泵2内与标气进行混合，经过多次循环混合后得到标准油样。标油油罐4还连接有脱气回路，在脱气回路上设置有脱气回路泵7以及脱气装置6，混合油液在循环过程中通过脱气装置6进行脱气，脱气由tdlas气体检测模块进行检测，或由气相色谱进行检测。
50.作为优选，本实施例中，标气气罐3与气液混合泵2连接管道上设置有第一开关阀16用于控制该路气体的通断，标气气罐3与文丘里射流器5进气口连接管道上设置第二开关阀17，用于控制该路气体的通断，文丘里射流器5出口与气液混合泵2连接管道上设置第三开关阀18，用于控制该路混合油液的通断，第二开关阀17与文丘里射流器5之间的管道上设置第一真空泵8，用该路管道的抽真空，文丘里射流器5出口与气液混合泵2连接的管道上设有单向阀10以及第一排气阀11，用于防止油液倒流，同时实现排气。
51.作为优选，本实施例中，标油油罐4与文丘里射流器5连接的管道上设有第二排气阀15以及第四开关阀19，用于控制该路管道的通断以及排气，脱气回路上还设置有第二真空泵20，用于该路管道的抽真空，同时脱气回路上还设置有流量计14用于检测流量。
52.作为优选，在本实施例中，标油油罐4的出口连接至第一二位三通电磁阀12、第一二位三通电磁阀12的两个出口分别连接文丘里射流器5进油口以及脱气回路，通过第一二位三通电磁阀12控制标油油罐4出口与文丘里射流器5或脱气回路连通；同样的，气液混合泵2出口、脱气回路、标油油罐4进口之间通过第二二位三通电磁阀13连通，通过第二二位三通电磁阀13控制标油油罐4进口与气液混合泵2或脱气回路连通。
53.实施例3：
54.本实施例提供一种检测方法，该方法主要包括对配气系统中气体的检测以及混油系统中脱气的检测，通过tdlas气体检测模块测量的数据，可以实现tdlas气体检测模块的标定、线性校准、研发等实验。
55.在本实施例中，配气系统中气体的检测方法主要包括如下步骤：
56.s11、由于背景气n2的闸阀23为常开状态，为确保系统管路吹扫效果和系统安全性，第一换向阀28和第二换向阀211设置为图2中所示状态，当目标气体的闸阀打开后，经过汇流和混合，切换第二换向阀211，多组分气体进入tdlas气体检测模块212内进行检测；
57.s12、多组分气体经过一段时间的混合吹过tdlas气体检测模块212后，检测结果趋于稳定，则切换第一换向阀211，将气体导入预先被抽真空的标气气罐3内，第三压力表210达到0.3mpa即可停止气体的混合，第一换向阀28和第二换向阀211均恢复到初始状态。标气气罐3内充入的混合气体注入气相色谱仪214内进行检测，气相色谱仪214检测数据与tdlas气体检测模块212的数据一一对应，用于tdlas气体检测模块212的开发和校准。
58.在本实施例中，混油系统中的脱气检测方法如下：
59.在初始状态，按图1中所示，所有开关阀都处在常闭状态，第一二位三通阀12、第二二位三通阀13也处在如图中所示的状态，方法按照如下步骤运行：
60.s21、使补油泵1，气液混合泵2初步缓速运行，使补油泵1至单向阀10、补油泵1至气液混合泵2至第一开关阀16、气液混合泵2至标油油罐4至第四开关阀19均充满空白油液，管路中的气体从第一排气阀11以及第二排气阀15排出后，补油泵1和气液混合泵2停止运行；
61.s22、开启第一真空泵8开启，将文丘里射流器5至第二开关阀17、第三开关阀18、第四开关阀19的气液流道抽真空，真空度至30mpa以下，第一真空泵8即停止运行；
62.s23、开启第四开关阀19，使补油泵1与气液混合泵2再次缓速运行，油液进入文丘里射流器5至第二开关阀17、第三开关阀18、第四开关阀19的流道并充满，然后开启第三开关阀18，油液经冷却器9、单向阀10和第一排气阀11，将管路中的气体从第一排气阀11排出后，回到补油泵1处的油路，经一段时间运行，将管路内的气体全部排出后，关闭第一排气阀11；
63.s24、打开第一开关阀16、第二开关阀17，同时冷却器9开启，气液混合泵2标速运行，标准气体与空白油液开始进行混合；
64.s25、经过一段时间运行后，气液混合泵2停止运行，开启第二真空泵20，，对脱气油路进行抽真空，真空度至30mpa以下，第二真空泵20即停止运行，此时第一二位三通阀12、第二二位三通阀13位置切换，则标油油罐4中因管路中为真空，油液流入脱气油路中并充满；
65.s26、脱气回路泵7开启，油液在脱气油路中循环，压力作用下，油中气体脱气装置6溢出，而油液还是继续保留在脱气油路中，经一段时间循环后，开启脱气装置6后方的开关阀，气体进入到tdlas气体检测模块进行检测，由于浓度可控，tdlas气体检测模块可以实现比较宽范围内的线性度和精确度测试等，为tdlas气体检测模块在变压器油中气体的实际检测应用提供数据基础。