[发明专利]一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置

权利要求书

1.一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，所述变压器油中溶解气体的检测装置为激光器光源与聚物镜、变压器主箱体、拉曼探头、光谱仪、计算机串联成回路；其中，空心光子晶体光纤固定在变压器主箱体内，单模光纤将激光器光源、聚物镜、空心光子晶体光纤、拉曼探头、光谱仪依次连接；光谱仪的数据输出端与计算机的输入连接，计算机的输出连接激光光源；

所述激光光源，用于产生单一频率的光，以单模光纤作为激光器光源产生的单一频率的光的传播载体；

所述聚物镜，用于聚焦激光器光源产生的单一频率的光，聚焦到一定的光强，并经过单模光纤传输给空心光子晶体光纤；

所述空心光子晶体光纤的两端在变压器主箱体内与单模光纤进行熔接，使得在变压器主箱体内传输的光发生拉曼散射；

所述拉曼探头用于接收拉曼散射后的光信号；并将光信号传输给光谱仪；

所述光谱仪用于数据观察，得到拉曼频移；所述计算机作为数据分析与控制系统，对光谱仪输出的数据进行分析处理以及控制激光光源。

2.根据权利要求1所述一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，所述激光器光源通过控制系统进行光源参数设置与调整，或以手动设置与调整。

3.根据权利要求1所述一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，所述单模光纤与空心光子晶体光纤的熔接是采用四维校准法将普通单模光纤与光子晶体光纤对直；控制两种光纤之间的距离，避免距离太近导致空气孔破坏，同时防止距离太远导致光损耗增大；调控熔接电流和熔接时间，避免熔接过程中的热效应严重破坏原有的包层空气孔结构，导致光子晶体光纤的导波结构破坏。

4.根据权利要求1所述一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，所述空心光子晶体光纤的横截面上有较复杂的折射率分布，含有不同排列形式的气孔，用于限制光波在低折射率的光纤芯区传播。

5.根据权利要求1所述一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，所述空心光子晶体光纤用作气体传感的气室，是采用飞秒激光源进行光子晶体光纤侧面钻孔的方法形成毛细管气体通道，气体通过毛细管气体通道进入气室的通道。

6.根据权利要求6所述一种基于拉曼光谱的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，所述毛细管气隙通道是通过调控飞秒激光器和物镜参数及激光器工作时间而形成不同纳米尺寸的微孔，使得油中溶解气体的小分子可以进入，而油中烷烃、环烷烃、和芳香不饱和烃等大分子不能进入，从而实现油气分离和气体传感。