一种小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置的制作方法

本技术涉及油中气体检测，尤其是一种小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置。

背景技术：

1、油浸式变压器的绝缘缺陷通常使用油色谱法和光声光谱法进行检测，光声光谱法相对于油色谱法具有使用寿命长、无耗材、精度高、稳定性好等优点。现有的光声光谱检测系统有底座及设置在底座上的一个谐振腔，谐振腔两侧有进气管和出气管，谐振腔前后两端均设置有增透真空双层石英透镜，在前端的石英透镜前面设有与激光器通过光纤相接的扩束镜，在光声池谐振区中间设置有声音探测口及微音器，微音器依次通过音频放大器、a/d转换器与单片机相接，单片机分别通过电流控制器、温度控制器与激光器相接。因被测气体的种类已经确定（如变压器油会溶解产生氢气、一氧化碳、二氧化碳及多种烃类气体），故需要设置与被测气体种类相等的多个激光器且每个激光器的工作波长等于对应的被测气体吸收波长。检测时，单片机控制多个激光器依次发光并通过扩束镜、增透真空双层石英透镜及谐振腔，此时因激光工作波长与被测气体吸收波长相等，故在被测气体中产生光谱吸收，所吸收的光能量通过光声效应转换为声能，被声音探测口、微音器、音频放大器、ad转换器而转换成同步电压信号，从而检测出相应被测气体的浓度。但光声光谱法法通常没有便捷的方式实现在线检测时自行校准，均需要定期使用标准气体对设备进行校准。而在铁路供电线路上有大量无人值守的变电站，对光声光谱便捷的在线自校准方式提出了要求。

技术实现思路

1、本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置。

2、本实用新型的技术解决方案是：一种小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置，设有底座，在底座上设有尺寸完全相同的主谐振腔和参考谐振腔，所述主谐振腔和参考谐振腔分布在底座纵向的左右两侧，主谐振腔上有进气口、出气口及主微音器，参考谐振腔上有参考微音器且腔体内密封有标准气混合体；设有单片机及由单片机控制的激光器，激光器的个数与标准气混合体中所含标准气体的种类相等，所述激光器与光开关相接，在光开关与主谐振腔纵向前端之间设有激光准直镜，所述主微音器及参考微音器通过双通道模数转换器与单片机相接，在所述底座纵向后端外侧设有角锥棱镜，所述角锥棱镜可使通过主谐振腔的激光全反射后进入参考谐振腔。

3、设有循环泵，循环泵通过油气分离膜与进气口相接。

4、本实用新型是一种双谐振腔的光声池，所设置的角锥棱镜可实现穿过主谐振腔的激光信号以全反射的方式进入参考谐振腔，在全反射过程中光能量不会由于反射损耗产生附加的光声噪声。由于主谐振腔和参考谐振腔的腔体结构完全相同，故具有相同的谐振频率和灵敏度系数，可以通过主谐振腔和参考谐振腔光声信号幅值的比例计算出主谐振腔内被测气体的浓度，即实现了对油中气体在线检测的同时进行自校准，避免离线校准所产生的各种问题。参考谐振腔采用完全密封的结构，气体可以长时间保存在谐振腔内，因此系统可以长期并且稳定的实现在线自校准。

技术特征：

1.一种小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置，其特征在于：设有底座（1），在底座（1）上设有尺寸完全相同的主谐振腔（2）和参考谐振腔（3），

2.根据权利要求1所述的小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置，其特征在于：设有循环泵（15），循环泵（15）通过油气分离膜（16）与进气口（4）相接。

技术总结
本技术公开一种小型化自校准光声光谱油中气体在线检测装置，是一种双谐振腔的光声池，所设置的角锥棱镜可实现穿过主谐振腔的激光信号以全反射的方式进入参考谐振腔，在全反射过程中光能量不会由于反射损耗产生附加的光声噪声。由于主谐振腔和参考谐振腔的腔体结构完全相同，故具有相同的谐振频率和灵敏度系数，可以通过主谐振腔和参考谐振腔光声信号幅值的比例计算出主谐振腔内被测气体的浓度，即实现了对油中气体在线检测的同时进行自校准，避免离线校准所产生的各种问题。参考谐振腔采用完全密封的结构，气体可以长时间保存在谐振腔内，因此系统可以长期并且稳定的实现在线自校准。

技术研发人员：王怀志,胡学秋,刘枭,李传国,刘旺,谢子健,李博,赵丹,张军廷
受保护的技术使用者：大连世有电力科技有限公司
技术研发日：20230802
技术公布日：2024/2/29