一种扩散式SF₆气体泄漏监测装置的制作方法

专利名称：一种扩散式SF₆气体泄漏监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于SF6气体泄漏监测领域，具体涉及采用双波长红外监测原理和扩散式结构、自带温度补偿、具有数字信号输出的高精度SF6气体泄漏监测方法及装置。
背景技术：
SF6气体由于具有极好的绝缘性能和灭弧性能，在电力系统中获得广泛的应用。但是，SF6气体的泄漏则会污染室内环境，使进入房间的操作人员、巡视检修人员的健康甚至生命受到严重威胁。因此，良好的SF6泄漏气体监测技术受到电力行业从业人员的重视和追求。在SF6气体泄漏监测领域中，红外监测技术的优势正逐步得到公认和重视。红外气体泄漏监测技术是目前研究的热点之一，具备灵敏度高、精度高、稳定性好、具有良好的选择性、可靠性高、寿命长等优点。在电力系统的SF6气体泄漏监测中，较常采用的方法是吸入式SF6泄漏监测技术，吸入式监测技术采用抽气泵将监测区域的待测气体吸入探测器内部，再利用相关测量原理对SF6的浓度进行测量。但在实际应用中，由于需要采用抽气泵抽气，气体进入气室前需要进行过滤、干燥，使得装置结构复杂、功耗较大，不利于进行连续在线监测，从而限制了此技术的应用。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能对泄漏SF6气体进行连续在线监测、响应快、精度和可靠性高的扩散式SF6气体泄漏监测方法及装置。此装置具有优异的防水防尘性能，无需使用抽气泵，能广泛应用于SF6气体泄漏监测系统中。本实用新型采用的技术方案为一种扩散式SF6气体泄漏监测装置，该装置包括红外光源、聚光镜、温度探测器、锥形集光器、测量滤光片、参比滤光片、双通道红外探测器、反射镜、反射镜座、支架、过滤保护罩、防水防尘透气膜、信号调理模块、A/D转换模块、数据处理模块、光源驱动模块，具有开孔的支架形成一个中空的气室，支架上紧贴一层防水防尘透气膜，外面再套上过滤保护罩，在支架的一端放置镀金反射膜的反射镜，通过反射镜座固定并与支架相连，另一端设置红外光源和双通道红外探测器，红外光源前端设置有聚光镜，双通道红外探测器前面设置有测量滤光片和参比滤光片，测量滤光片和参比滤光片的前端设有锥形集光器，所述的针对SF6气体泄漏监测的测量滤光片和参比滤光片均为超窄带干涉滤光片，温度探测器置于气室中聚光镜与锥形集光器之间的空隙位置，电路板固定于支架上，电路板有外壳保护和固定，并与支架之间密封。其中，电路板包括信号调理模块、A/D转换模块、数据处理模块和光源驱动模块，信号调理模块对参比信号和测量信号进行放大和滤波，A/D转换模块将模拟电信号转换成数据处理模块能够接收的数字信号，数据处理模块根据所接收的数字信号进行计算得到气体浓度并对外输出，光源驱动模块驱动红外光源发出稳定的红外光。[0008]其中，测量滤光片的中心波长为10.55ym±80nm，半带宽为90nm±20nm，参比滤光片的中心波长为3.95ym±40nm，半带宽为90±20nm。根据红外光谱理论，非对称极性分子由于内部偶极矩转动、振动等，对穿过气体分子的红外光产生吸收。不同类型的气体分子偶极矩不同，使得一种气体分子对特定波长的红外光有明显的吸收作用。根据朗伯-比尔定律:I = 10exp(-yCL);其中I为出射光强，Itl为入射光强，C为气体浓度，L为吸收长度，μ为气体的吸收系数，可改写为:
权利要求1.一种扩散式SF6气体泄漏监测装置，其特征在于:该装置包括红外光源(1)、聚光镜(2)、温度探测器(3)、锥形集光器(4)、测量滤光片(5)、参比滤光片(6)、双通道红外探测器(7)、反射镜(8)、反射镜座(9)、支架(10)、过滤保护罩(11)、防水防尘透气膜(12)、信号调理模块(13)、A/D转换模块(14)、数据处理模块(15)、光源驱动模块(16)，具有开孔的支架(10)形成一个中空的气室，支架(10)上紧贴一层防水防尘透气膜(12)，外面再套上过滤保护罩(11)，在支架(10)的一端放置镀金反射膜的反射镜(8)，通过反射镜座(9)固定并与支架(10)相连，另一端设置红外光源(1)和双通道红外探测器(7)，红外光源(1)前端设置有聚光镜(2)，双通道红外探测器(7)前面设置有测量滤光片(5)和参比滤光片(6)，测量滤光片(5)和参比滤光片(6)的前端设有锥形集光器(4)，所述的针对SF6气体泄漏监测的测量滤光片(5)和参比滤光片(6)均为超窄带干涉滤光片，温度探测器(3)置于气室中聚光镜(2)与锥形集光器(4)之间的空隙位置，电路板固定于支架(10)上，电路板有外壳保护和固定，并与支架之间密封。
2.根据权利要求1所述的一种扩散式SF6气体泄漏监测装置，其特征在于:电路板包括信号调理模块(13)、A/D转换模块(14)、数据处理模块(15)和光源驱动模块(16)，信号调理模块(13)对参比信号和测量信号进行放大和滤波，A/D转换模块(14)将模拟电信号转换成数据处理模块(15)能够接收的数字信号，数据处理模块(15)根据所接收的数字信号进行计算得到气体浓度并对外输出，光源驱动模块(16)驱动红外光源(1)发出稳定的红外光。
3.根据权利要求1所述的一种扩散式SF6气体泄漏监测装置，其特征在于:测量滤光片(5)的中心波长为10.55μm±80nm，半带宽为90nm±20nm，参比滤光片(6)的中心波长为3.95μm±40nm，半带宽为 90±20nm。
专利摘要本实用新型提供一种扩散式SF6气体泄漏监测装置，该装置包括红外光源(1)、聚光镜(2)、温度探测器(3)、锥形集光器(4)、测量滤光片(5)、参比滤光片(6)、双通道红外探测器(7)、反射镜(8)、反射镜座(9)、支架(10)、过滤保护罩(11)、防水防尘透气膜(12)、信号调理模块(13)、A/D转换模块(14)、数据处理模块(15)、光源驱动模块(16)。本实用新型的目的在于提供一种能对泄漏SF6气体进行连续在线监测、响应快、精度和可靠性高的扩散式SF6气体泄漏监测装置，该装置具有优异的防水防尘性能，无需使用抽气泵，能广泛应用于SF6气体泄漏监测系统中。
文档编号G01M3/02GK202916049SQ20122063136
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者赵建华, 陈迎春 申请人:中国科学技术大学