[发明专利]基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测设备，具体涉及一种用于检测高压电力设备的SF6气体中微水含量的检测仪。

背景技术

SF6气体因其优异的绝缘和灭弧性能得到了人们的认可，被广泛应用于气体绝缘开关(GIS)和超高压输变电设备中作为绝缘、灭弧介质。然而，SF6电器设备在长期运行时，不可避免地会发生电器设备内SF6气体向外泄漏而导致电器设备内SF6气体密度下降，微水含量增加。当SF6气体中的水含量达到一定程度时，在电弧或电晕作用下，SF6气体分解物会经水解反应产生毒性气体，对设备产生化学腐蚀，继而严重影响设备的正常运行。气体中的水分一般以气态的水蒸气形式存在，当温度降低时，将凝结成液态的露水附着在零件表面，可能造成沿面绝缘闪络而引起事故。

因此，对SF6气体中的微水含量实行实时监测，以实现水分的合理控制，对保证设备的安全稳定运行具有重要的作用。

虽然近几年检测技术的发展，变压器的SF6气体微水含量的检测仪器也越来越多，但是其中大部分是基于露点的电子类传感器，国外也有通过光学来实现微水含量检测的报道，主要还是通过红外波段的检测技术来实现。电子类产品在电力设备检测，特别是在SF6绝缘气休微水检测方面容易受到电磁干扰，也容易破坏原有设备电磁场状态，降低设备的绝缘性能和安全性，光学红外传感器易受温度场影响，产生丰检测误差。激光扫描原理的气体检测技术，由于在高压下气体吸收宽度展宽，以至于单纯的电流扫描很难覆盖气体吸收峰，因此仅限于常压或者低气压下的检测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，本装置不易受温度等红外辐射影响，不受电磁干扰，绝缘性能和安全性更好，检测更加准确。

本发明的目的是通过以下方案来实现的：一种基于二级调制及数据缝合技术的微水含量光纤激光检测仪，包括依次连接的单片机、接收所述单片机的控制发出激光的激光器、将所述激光器的激光分成两路的第一光纤耦合器和接收所述第一光纤耦合器的一路激光的探头，所述第一光纤耦合器连接有接收所述第一光纤耦合器的另一路激光并将该另一路激光分成两路的的第二光纤耦合器，所述第二光纤耦合器连接有接收所述第二光纤耦合器的一路激光并将该一路激光转换为电信号的第一光电探测器，所述第一光电探测器的电信号输出端与所述单片机连接，所述第二光纤耦合器还通过参考气室连接有接收所述第二光纤耦合器的另一路激光并将该另一路激光转换为电信号的第三光电探测器，所述第三光电探测器的电信号输出端与所述单片机连接；所述探头包括用于将激光从光纤内耦合到气体中再使激光返回光纤的光纤准直器组，所述第一光纤耦合器的回路激光信号输出端还连接有用于将所述第一光纤耦合器的回路激光信号转换为电信号的第二光电探测器，所述第二光电探测器的电信号输出端与所述单片机连接，所述单片机还连接有温度压力传感器。

所述光纤准直器组包括不锈钢管、光纤准直器和反射镜，所述不锈钢管的中部具有空腔，所述不锈钢管的侧壁设置有与所述空腔贯通的透气孔，所述光纤准直器、所述反射镜分别设置于所述空腔的两个端部，所述光纤准直器正对与所述反射镜。

所述单片机还联接有用于显示微水含量值的显示面板。

所述单片机还联接有用于输出微水含量值的信号输出端口。

所述探头还包括传感器底座和与用于与SF6气箱连接的紧固块，所述光纤准直器组固定设置于所述传感器底座，所述紧固块固定连接于所述传感器底座的旁侧，所述紧固块的中部具有光纤出纤孔，所述光纤准直器组具有光纤，所述光纤从所述光纤出纤孔伸出。

所述光纤与所述光纤出纤孔之间通过密封粘结胶密封配合。

所述紧固块对应于所述光纤的伸出部设置有光纤保护管，所述光纤的伸出部位于所述光纤保护管内。

所述紧固块为圆柱体，所述紧固块的外圆周表面设置有外螺纹，所述紧固块的外圆周表面对应于所述外螺纹还设置有紧固螺母。

本发明的优点在于：本发明采用近红外光谱吸收技术，利用激光器对微水吸收线进行扫描检测，利用光纤进行光能量和信号传输实现远程在线检测，通过气体压力和温度的补偿来校正检测误差，本发明无需供电，不受电磁干扰，不影响绝缘气体电场分布和绝缘特性，更加可靠耐久。由于电力SF6绝缘气微水含量检测的环境是高压(0.3Mpa-0.5MPa)，因此，气体吸收峰将被大大展宽，本发明通过温度和电流二级调制，外加数据缝合技术，将大大增加吸收峰扫描范围和准确度，从而更加精确地检测微水含量。

附图说明