[发明专利]检测流体中的组分的方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种用于检测流体中的组分的方法，所述方法包括从调制光源向腔室中的所述流体发射调制光束，其中所述流体包括液体和所述液体中的组分。所述方法包括响应于所述发射的调制光束产生声学信号，并且通过设置在所述腔室中的压力传感器检测所述声学信号。在一个实例中，所述方法还包括将所述声学信号从所述压力传感器传输到基于处理器的模块，并且通过所述基于处理器的模块，基于所述声学信号确定所述流体中的组分和所述组分的浓度这两项中的至少一项。

技术领域

本发明总体上涉及一种检测系统，具体来说，涉及一种使用光声光谱(PAS)技术测量以下项中的至少一项的检测系统：流体中的组分以及所述组分的浓度。

背景技术

电气设备，例如变压器，通常使用具有热学和绝缘性质良好的流体来将电气设备的零件封装在密闭壳中，以便散逸线圈产生的热量。所述流体可以是油，例如蓖麻油、矿物油、氯化二苯基硅油等合成油以及类似的油。

如果电气设备发生故障，例如变压器的线圈故障，则可能导致运行中断。因此需要监控电气设备，以通过检测早期故障来预测设备的潜在故障。监控电气设备的公知方法包括分析变压器流体的多个参数。流体中存在的可燃气体总量(TCG)已知提供有关浸入流体中的电气设备的运行状态的信息。在一个实例中，为尽早检测故障，分析流体中的溶解气体。诸如一氧化碳、二氧化碳等气体组分的存在和浓度可以指示设备的热力老化。类似地，诸如氢气、碳氢化合物等气体组分可以指示介电击穿等故障。

诸如气体色谱法(GC)、光学光谱法和光声光谱法(PAS)等用于分析溶解气体的已知方法需要从流体中提取气体。诸如真空提取、顶部空间提取法等已知的提取技术存在各种缺点，例如重现性问题和复杂性提高的问题。

因此，需要做出技术改进，以便以不复杂且可重现的方式测量流体中的组分和所述组分的浓度这两项中的至少一项。

发明内容

根据本发明一个方面，公开了一种用于测量流体中的组分的系统。在一个实例中，所述系统包括腔室，所述腔室含有流体，所述流体包括液体以及所述流体的组分。所述系统还包括调制光源，用于向所述流体发射调制光束，以由于存在所述组分而产生声学信号。所述系统进一步包括：设置在所述腔室中的压力传感器，用于检测所述声学信号；以及基于处理器的模块，所述模块可通信地连接到所述压力传感器并且配置成从所述压力传感器接收所述声学信号并且基于所述声学信号确定所述流体中的组分和所述组分的浓度这两项中的至少一项。

根据本发明另一个方面，公开了一种用于检测流体中的组分的方法。所述方法包括从调制光源产生调制光束以及向腔室中的流体发射所述调制光束，其中所述流体包括液体以及所述液体中的组分。所述方法包括响应于发射的调制光束，从所述腔室中的所述组分产生声学信号，并且通过设置在所述腔室中的压力传感器检测所述声学信号。所述方法还包括将所述声学信号从所述压力传感器传输到基于处理器的模块，并且通过所述基于处理器的模块，基于所述声学信号而确定所述流体中的组分和所述组分的浓度这两项中的至少一项。

附图说明

在参考附图阅读以下详细说明后，将更好地理解本发明实施例的这些和其他特征以及方面，在附图中，类似的符号代表所有附图中类似的部分，其中：

图1是根据示例性实施例监控的电气设施的示意图；

图2示出了根据示例性实施例的检测系统；

图3是示意图300，示出了根据示例性实施例的压力波前中心以及压力传感器的相对位置；

图4示出了根据示例性实施例的曲线图，该图示出了通过压力传感器检测的压力波形的变化；

图5示出了根据示例性实施例的曲线图，该图示出了调制光束；

图6示出了根据示例性实施例的曲线图，该图示出了流体中的组分的吸光率；