[实用新型]一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统

说明书

技术领域

一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统，属红外气体检测技术领域。

背景技术

微水含量的检测在电力工业中有着重要的作用。80年代中期以来,随着电力工业的迅速 发展，六氟化硫(SF6)电气设备得到了广泛的应用，具体包括SF6断路器，GIS封闭组合 电器，SF6绝缘的变压器、电压互感器、电流互感器及各类高压套管等。并且目前在建电 压等级110kv及以上的项目中，本上都使用SF6开关设备。这些电气设备在电力系统中，起 着非常重要的作用，其运行的可靠性不仅关系到SF6电气设备本身，而且影响其他设备， 甚至整个电网的安全。

在运行中，SF6气体受电弧放电或高温后，会分解成单体的氟、硫和氟硫化合物，电弧 消失后会又化合成稳定的SF6气体。但是当气体中含有水分时，氟硫化合物会与水反应生成 腐蚀性很强的氢氟酸、硫酸和其他毒性很强的化学物质等，从而腐蚀电气设备，降低设备 绝缘能力，危及维护人员的生命安全。要完全清除仪器内SF6气体的水分是不可能的，但是 时刻掌握SF6气体微水含量，采取相应的预防控制措施，减少SF6气体中的水分，可以保证 和提高断路器的安全运行可靠性。除电力系统高压开关柜中微水含量，变压器油中的水汽体 浓度检测也是不可缺少的。

利用红外光谱吸收技术对SF6断路器中水分含量进行检测，其优点是反应速度快，灵敏 度高，并可实现在线检测。但是由于光器件如激光器、耦合器，准直器，光纤容易受到温度， 应力环境因素变化的影响而改变光发生功率和光耦合效率，使传输光光强发生变化，从而与 气体吸收损耗带来的光强变化混淆，带来测量误差。影响了红外光谱吸收技术的测量精度 与长期稳定性。

论文“温度对光纤准直器的角度偏移影响分析”[孙鸣捷光子学报第35卷第10期 2006年10月1509-1512页]中提到温度对光线准直器的影响；论文“熔锥光纤一分 二耦合器的温度响应”[李川，张以谟，刘铁根，丁胜传感技术学报第14卷第3期 2001年9月196-198页]中提到温度对光纤一分二耦合器的影响。

曾有针对此问题的解决方案，其思路是通过微处理器产生模拟参考光信号来校准并调整 激光器出光，在一定程度上减少了因温度等环境因素产生的系统误差，但由于激光器出光功 率与注入电流成非线性关系，用该方案得到的无吸收处谱线基线并不平坦，造成信噪比降低。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型提出了一种能改善检测稳定性的红外 气体检测系统，通过自增益放大器的自动控制消除由于环境因素(除气体吸收以外)带来 的传输光路中光功率的波动，以克服由此带来的系统测量误差。

本实用新型的技术方案是按以下方式实现的：

一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统，包括温控电路、电流驱动电路、DFB激光 器、光纤一分二耦合器、气室、光电探测器A和B、放大电路A和B(自增益放大器及周边 电路)、差分电路、滤波电路和微处理器，其特征在于DFB激光器位于光纤一分二耦合器之 前，由光纤一分二耦合器将一路光路分成两路，其中一路经气室到达光电探测器A的输入 端，光电探测器A的输出端连接到放大电路A的输入端；另一路光路经光纤一分二耦合器接 到光电探测器B的输入端，光电探测器B的输出端连接到放大电路B的输入端，放大电路A 和B的输出端分别连接到差分电路的两路输入端，差分电路的输出端连接滤波电路的输入 端，滤波电路的输出端和微处理器连接，微处理器分别连接到温控电路和电流驱动电路，温 控电路和电流驱动电路的输出端分别和DFB激光器相连接；

所述的温控电路使用斯坦福研究系统公司的半导体激光二极管控制器LDC501；