一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统和检测方法与流程

本申请属于消防检测，具体涉及一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统和检测方法。

背景技术：

1、全氟己酮常温下为无色无味透明液体，容易汽化，分子式为c6f12o，是一种重要的哈龙灭火剂替代品，具有灭火浓度低、降温速度快、安全系数大、绝缘性强、洁净环保等众多优势，可扑灭a、b、c、e、f类火灾及电气火灾，被广泛应用在电化学储能电站、油浸变压器、高低压配电室、信息机房和数据中心等场所。

2、目前，对全氟己酮浓度的检测主要通过气相色谱方法、压差法和红外吸收光谱法来完成，这些方法因具有较高的灵敏度和选择性而被用于实验室分析检测，但是这些方法检测过程复杂，耗时长，检测成本高，且需要借助专业仪器，由专业人员操作来完成，难以满足全氟己酮浓度现场快速分析检测的需求。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本申请提出了一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，包括：混气配制装置、待测容器和检测装置；混气配制装置包括第一进入口、第二进入口和排出口，第一进入口用于通入全氟己酮标准气体，第二进入口用于通入载气，混气配制装置用于混合全氟己酮标准气体和载气；待测容器内装有全氟己酮气体样品；检测装置包括第一进气口、第二进气口和排气口，第一进气口与排出口可拆卸地相连接，第二进气口与待测容器可拆卸地相连接，检测装置用于根据声波的传播速度变化量测量气体的浓度。

3、另外，本申请提供的上述技术方案中的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统还可以具有如下附加技术特征：

4、在一种可行的实施方式中，基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统还包括：第一调节阀、第二调节阀和放气口；第一调节阀设置在第一进入口上，第一调节阀用于调节全氟己酮标准气体的流量；第二调节阀设置在第二进入口上，第二调节阀用于调节载气的流量，以调节全氟己酮标准气体与载气的混合比例；放气口设置在混气配制装置上，放气口用于排净混气配制装置内剩余的气体。

5、在一种可行的实施方式中，基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统还包括：第三调节阀和第四调节阀；第三调节阀设置在第一进气口上，第三调节阀用于调节从混气配制装置进入检测装置的气体流量；第四调节阀设置在第二进气口上，第四调节阀用于调节进入检测装置的全氟己酮气体样品流量。

6、在一种可行的实施方式中，检测装置根据声波在全氟己酮标准气体与载气的混合气体的传播速度对待测容器内的全氟己酮气体样品的浓度进行检测。

7、在一种可行的实施方式中，检测装置包括：检测池、发射模块、接收模块、采集模块(126)、处理模块和显示模块；检测池用于容纳气体；发射模块用于向检测池内发射超声波；接收模块用于接收超声波并反射至少部分超声波，形成反射超声波，与超声波形成相干波；采集模块(126)用于采集超声波的波长；处理模块用于计算超声波的传播速度，并将采集到的声速变化量转化为电压变化量；显示模块用于显示测量结果。

8、本申请的另一方面，提供了一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测方法，采用如上述的基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，包括：确定背景值、绘制校准曲线和测试样品浓度；向混气配制装置中通入载气，使载气流过检测装置，获取第一检测值，作为检测系统的背景值；向混气配制装置中通入全氟己酮标准气体和载气，使不同比例的混合气体流过检测装置，分别获取第二检测值，绘制全氟己酮浓度的校准曲线向检测装置中通入全氟己酮气体样品，获取第三检测值后，根据校准曲线校准第三检测值，计算出全氟己酮样品的浓度。

9、在一种可行的实施方式中，确定背景值，还包括：调节第三调节阀，使载气以不大于200ml/min的流量流过检测装置；重复测量至少3次，获取至少3个第一检测值，取第一检测值的算术平均值，作为背景值。

10、在一种可行的实施方式中，绘制校准曲线，还包括：调节第一调节阀和第二调节阀，使混气配制装置输出浓度分别为0％、50％、80％、85％、90％、95％、100％的全氟己酮标准气体与载气的混合气体；调节第三调节阀，使混合气体以不大于200ml/min的流量流过检测装置；对每个浓度的混合气体重复测量至少3次，每个浓度的混合气体分别获取至少3个第二检测值，然后分别取算术平均值，绘制校准曲线。

11、在一种可行的实施方式中，测试样品浓度，还包括：调节第四调节阀，使全氟己酮气体样品以不大于200ml/min的流量流过检测装置；对全氟己酮气体样品重复测量至少3次，获取至少3个第三检测值，取第三检测值的算术平均值作为检测装置的示值，然后依据校准曲线计算全氟己酮样品的浓度。

12、在一种可行的实施方式中，计算全氟己酮样品的浓度之后，还包括：当全氟己酮样品浓度≥90％时，判定全氟己酮气体样品满足要求；当全氟己酮样品浓度<90％时，判定全氟己酮浓度不满足要求。

13、本申请的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统和检测方法，与现有技术相比，有益效果为：

14、本发明基于声速检测法，依据声波在待测气体和背景气体中传播速率不同来对全氟己酮气体样品进行定量分析，通过比对校准全氟己酮标准气体与载气的混合气体的传播速度，获得声波在全氟己酮气体样品中的传播速度，从而检测全氟己酮气体样品浓度，具有简单、快速、分析成本低以及灵敏度高的特点，实现了全氟己酮气体的现场快速检测，便于生产一线运维人员使用，减少监督成本、提高监督效率具有重要意义。

技术特征：

1.一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，其特征在于，所述基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，其特征在于，所述基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统还包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，其特征在于，所述基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统还包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，其特征在于，所述检测装置(12)包括：

6.一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测方法，其特征在于，采用如权利要求1～5任一项所述的基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统，包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测方法，其特征在于，所述的确定背景值，还包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测方法，其特征在于，所述的绘制校准曲线，还包括：

9.根据权利要求8所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测方法，其特征在于，所述的测试样品浓度，还包括：

10.根据权利要求6所述的一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测方法，其特征在于，所述计算全氟己酮样品的浓度之后，还包括以下步骤：

技术总结
本申请提供了一种基于声学原理的全氟己酮气体浓度检测系统和检测方法，所属消防检测技术领域，包括：混气配制装置、待测容器和检测装置；在现场检测全氟己酮气体样品前，将不同浓度的全氟己酮气体输入检测装置中，作为校准比对数据；需要现场检测全氟己酮气体样品时，将混气配制装置拆除，通过第二进气口向检测装置内通入待测容器中的全氟己酮气体样品，通过比对校准全氟己酮标准气体与载气的混合气体的传播速度，获得声波在全氟己酮气体样品中的传播速度，从而检测全氟己酮气体样品浓度，具有简单、快速、分析成本低以及灵敏度高的特点，实现了全氟己酮气体的现场快速检测，便于生产一线运维人员使用，减少监督成本、提高监督效率具有重要意义。

技术研发人员：曾晓亮,李富祥,兰新生,陈少卿,王燕,宋宇,王方强,李明伟,夏亚龙
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15