[发明专利]一种检测二氧化硫组分红外光声光谱的方法及系统

说明书

本发明提供一种检测二氧化硫组分红外光声光谱的方法及系统，利用配气系统以六氟化硫气体为背景气体制备不同浓度的二氧化硫气体；设置锁相放大器的积分时间，将斩波器的频率调制至预设频率；通过真空泵将光声池抽成真空，并循环多次，清洗光声池；向清洗后的光声池中充入不同浓度的二氧化硫气体，并用红外光照射光声池；通过锁相放大器测量光声池中不同浓度的二氧化硫气体在红外光照射下的光声信号值，并根据光声信号值确定二氧化硫气体浓度与光声信号的关系。本发明可以根据光声信号值来确定二氧化硫气体浓度与光声信号的关系；根据确定出的关系，任何用户都可以利用锁相放大器来检测SF6电气设备中的SO2气体浓度。

技术领域

本发明涉及二氧化硫检测技术领域，特别是涉及一种检测二氧化硫组分红外光声光谱的方法及系统。

背景技术

GIS以SF6气体作为绝缘介质，具有绝缘强度高、运行稳定、占地面积少和维护工作量小等优点，在电力系统中，尤其在大中城市城网建设和改造中得到愈来愈广泛的应用。但是从近年来的运行情况来看，国内外的GIS在使用中都出现了许多问题，其中以绝缘故障为主，绝缘故障最通常的特征是：设备中的绝缘介质在完全击穿前发生局部放电。在局部放电的作用下，SF6气体发生分解，并与杂质中的氧气(O2)、水(H2O)以及有机物发生复杂的化学反应，生成的主要产物有二氧化硫(SO2)等，因此可定期对SF6电气设备中的SO2气体进行气体检测，从而判断设备的绝缘状况，避免大停电事故的发生，因此，本发明提出一种检测二氧化硫组分红外光声光谱的方法及系统。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种检测二氧化硫组分红外光声光谱的方法及系统，用于解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种检测二氧化硫组分红外光声光谱的方法，包括以下步骤：

利用配气系统以六氟化硫气体为背景气体制备不同浓度的二氧化硫气体；

设置锁相放大器的积分时间，将斩波器的频率调制至预设频率；

通过真空泵将光声池抽成真空，并循环多次，清洗所述光声池；

向清洗后的光声池中充入不同浓度的二氧化硫气体，并用红外光照射所述光声池；

通过所述锁相放大器测量所述光声池中不同浓度的二氧化硫气体在红外光照射下的光声信号值，并根据所述光声信号值确定所述二氧化硫气体浓度与光声信号的关系。

可选地，所述斩波器的预设频率与所述光声池的谐振频率相同；其中，所述光声池的谐振频率f₀计算如下：

对谐振腔长度L_eff进行修正，有：

式中，L_c为光声池长度；v为光声池内气体声速。

可选地，还包括根据所述光声池的品质因数Q确定所述光声池中的能量；其中，所述品质因数Q的计算方式如下：

式中，f₁为谐振峰对应的频率；Δf为光声池的实际谐振频率偏差值。

可选地，还包括检查所述光声池的气密性；有：

向所述光声池内通入0.2MPa的纯氮气，并放置20分钟；若与所述光声池连接的压力传感器的数值保持稳定，则确定所述光声池的气密性良好。

可选地，还包括在轴向上对所述光声池进行光路调节，包括粗调阶段和细调阶段；其中，

所述粗调阶段通过肉眼直接观察，将所述光声池固定在专用实验桌上；