[实用新型]利用光谱吸收法测量SF6分解物CF4气体浓度的装置

说明书

技术领域

本发明属于光电检测技术领域。 

背景技术

六氟化硫(SF₆)具有优良的绝缘灭弧性能和理化特性，作为绝缘介质既可以减小设备尺寸，又能提高绝缘强度，伴随着城市用地的日益紧张，广泛应用于组合绝缘电器(GIS)、断路器(GCB)、变压器(GIT)、电缆(GIC)、输电管道(GIL)等输配电设备中。 

纯净的SF₆是无色、无毒、无味、不燃的惰性气体，在温度为150°C及以下时不易与其它物质发生化学反应，正常运行时分解产物极少或不分解。当SF₆设备中发生绝缘隐患或故障时，无论是局部电晕、火花或是电弧放电，都必然会引起能量释放，这些能量会使SF₆气体发生分解反应，生成H₂S、SO₂、CF₄、SF₃、SF₄等多种低氟硫化物。SF₆分解组分会加速GIS内绝缘的老化和金属材料表面的腐蚀，加重局部放电程度，严重时还会导致GIS发生突发性绝缘故障。因此对SF₆浓度的测量是必须的。 

目前国内外均有大量商业化的SF₆检测器，归纳起来主要有4种测量方法：高压击穿法、色谱法、离子移动度计和红外光吸收谱法。 

高压击穿法主要是根据待测SF₆击穿电压的变化来进行定性测量，并不能定量给出SF₆气体浓度，而且不能实时在线监测。 

色谱法：色谱法被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定。一般由真空系统、进样系统、离子源、检测器和计算机控制等部分组成。优点是测量精度和灵敏度较高。缺点是设备昂贵，且不能实时在线监测。 

离子移动度计法：它是通过对设备中SF₆气体总体杂质含量的测定，来反应设备中SF₆气体的优劣程度。优点是测量成分多，精度较高。缺点是易受实验环境条件影响，不能实时监测。 

发明内容

本发明目的是为了解决现有测量CF₄气体浓度的装置不能同时满足测量精度高和测量设备成本低，并且不能实现在线监测的问题，提供了一种利用光谱吸收法测量SF₆分解物CF₄气体浓度的装置。 

本发明所述利用光谱吸收法测量SF₆分解物CF₄气体浓度的装置，它包括激光器、第一聚光镜、样品池、第二聚光镜和光谱仪，激光器出射的光射入第一聚光镜，经第一聚光 镜的透射变成平行光入射至样品池，样品池将出射光输送至第二聚光镜，经第二聚光镜的聚焦输送至光谱仪的入射狭缝中。 

本发明的优点：本发明所述利用光谱吸收法测量SF₆分解物CF₄气体浓度的装置能够测量1ppm以上CF₄气体的浓度，能够精确测量分解气体中CF₄气体的浓度。同时，本发明易于实际应用、装置简单、数据处理过程简单、测量精度高，能够实时在线监测。测量精度达1ppm。 

附图说明

图1是本发明所述利用光谱吸收法测量SF₆分解物CF₄气体浓度的装置的结构示意图。 

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述利用光谱吸收法测量SF₆分解物CF₄气体浓度的装置，它包括激光器1、第一聚光镜2、样品池3、第二聚光镜4和光谱仪5，激光器1出射的光射入第一聚光镜2，经第一聚光镜2的透射变成平行光入射至样品池3，样品池3将出射光输送至第二聚光镜4，经第二聚光镜4的聚焦输送至光谱仪5的入射狭缝中。 

本实施方式中，光谱仪5的入射狭缝位于第二聚光镜4的焦点处，用于保证最强光射入光谱仪5。 

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述激光器1发射的激光束的波长为7.8μm。 

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述光谱仪5的入射狭缝位于第二聚光镜4的焦点处。 

具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述样品池3为密封的圆筒结构。 

该装置在使用时：首先在样品池3中充入大气，打开激光器1，通过光谱仪5获取大气的光谱；然后将待测气体CF₄充入样品池；通过光谱仪5获取待测气体CF₄的光谱；根据比尔定律获取待测气体CF₄的浓度。