利用激光光聲光譜技術實現(xiàn)監(jiān)測變壓器油中的氣體

為實現(xiàn)油中氣體的在線監(jiān)測，目前已提出多種方法，如氣相色譜、氣敏傳感器、紅外光聲光譜等。 但長期使用中，這些方法存在取樣復雜、交叉敏感、長期穩(wěn)定性差、檢測氣體組分不夠齊全等問題。 為此，武漢豪邁光電科技有限公司將半導體激光器技術與光聲光譜技術結合，研發(fā)生產了PASL-3000 激光光聲光譜變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有準確度高，穩(wěn)定性好、無需更換載氣，無氣體交叉干擾等優(yōu)點。

技術特點：

光聲光譜是基于光聲效應的一種光譜技術，氣體分子吸收特定波長的調制光輻射能量，由振動基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后通過快速的輻射躍遷或者無輻射躍遷過程回到基態(tài)。 氣體分子通過無輻射躍遷過程回到基態(tài)會產生熱能，導致氣體溫度的變化， 相應地引起氣體壓強的變化，從而產生聲音信號，信號的強弱與入射光強和氣體吸收大小成正比，檢測聲音信號即可間接測定氣體濃度。 氣體既是檢測對象氣體，又是吸收光輻射的探測器，利用同一光聲池檢測裝置，只要改變光源的波長即可對多種氣體進行檢測。

可調諧半導體激光器憑借其帶寬窄、連續(xù)可調、體積小、重量輕、可在室溫工作、能與光纖藕合等優(yōu)點，近年來成為光聲光譜系統(tǒng)光源的理想選擇。 通過多波段可調諧半導體激光器的組合，可滿足變壓器油中溶解氣體和微水的測試要求。

技術優(yōu)勢：

（1）非接觸性測量、不消耗任何標準氣體；

（2）不需要分離氣體、直接確定氣體的成分和含量、檢測速度快、可實現(xiàn)連續(xù)測量；

（3）直接測量氣體吸收光能大小，探測靈敏度高，氣室體積小；

（4）采用半導體激光器，直接電調制，系統(tǒng)性能可靠，穩(wěn)定性好；

（5）只需分別驅動不同波長的半導體激光器即可用于多種氣體的測量。

技術指標：

高精度： 乙炔濃度測量靈敏度0.1ppm、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、二氧化碳等氣體0.5ppm、氫氣2ppm、微水0.5ppm；

快速檢測： 頂空脫氣過程縮短至20分鐘，一次檢測只需5-10分鐘，系統(tǒng)可達到1次/小時的檢測頻率；

低維護成本： 除 了油路、氣路所必須的泵之外，無需其他機械部分，延長系統(tǒng)壽命長。 整個檢測過程與被檢測氣體無化學反應，無新組分產生，檢測結果可長時間保持高穩(wěn)定性，無需頻繁校準零點，無需耗材，降低維護工作強度，節(jié)省維護費用。

目前，PASL-3000 激光光聲光譜變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)已通過中國電力科學研究院檢測，在多省市220kV變電站得到廣泛應用和好評。 系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高，能及時發(fā)現(xiàn)變壓器潛在故障隱患，為電力系統(tǒng)安全運行提供了強有力保障。

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