[发明专利]一种基于光声光谱原理的变压器油中糠醛含量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力工程技术领域的变压器油中溶解的糠醛含量检测装置，具体涉及一种基于光声光谱原理的糠醛含量检测装置。

背景技术

电力系统用绝缘纸普遍应用于变压器的油纸绝缘系统中，以绝缘油和纸板作为主要的结构型式作为变压器的主绝缘，采取薄纸筒小油隙结构。这种结构把油隙分割得很细、电场很均匀，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中起屏蔽作用，故总体耐电强度很高，间隙的击穿强度可大大提高。

糠醛，学名呋喃甲醛，分子式为C₅H₄O₂,是呋喃环系最重要的衍生物，有杏仁样气味。电力变压器的绝缘纸属于纤维素绝缘材料，它是由90%的的α-纤维素，10%的半纤维素及极少址的木素等构成。纸绝缘在热作用下会发生裂解反应，温度升高时反应加速，水解和氧化的作用还会使绝缘材料剧烈分解。变压器油中的呋喃甲醛是变压器绝缘纸的纤维素受高温、水分、氧气等作用后裂解的产物，而非变压器油裂解生成的。变压器是电力系统最重要的电力设备之一，它的安全稳定运行与其绝缘系统有直接关系，绝缘纸则是变压器绝缘系统中重要的构成部分，因此绝缘纸的老化程度是评估电力变压器性能的重要指标。

合格的新变压器油、变压器内部非纤维素绝缘材料的老化都不会产生呋喃甲醛，变压器油中的呋喃甲醛是唯有在纸绝缘老化才生成的产物，故检测变压器油中糠醛的含量，可以敏感反应变压器纸绝缘的老化情况。

目前糠醛的检测方法主要有液相色谱法、红外光谱法、气相色谱法。气相色谱法由于样品中大量烃类的严重干扰，使测定条件的选择十分困难，样品前处理难度很大。红外光谱法灵敏度较低，使其的应用存在一定的局限性。目前广泛使用的液相色谱法又存在价格昂贵，日常维护费用高，操作手续繁琐，要用各种填料柱，容量小，分析生物大分子和无机离子困难，流动相消耗大且有毒性的居多，检测耗时长等缺点。

发明内容

本发明提供一种基于光声光谱原理的变压器油中糠醛含量检测装置，以解决目前糠醛的检测装置存在的灵敏度较低、样品前处理难度大、操作手续繁琐、检测耗时长的问题。

本发明采取的技术方案是：红外光源与球面反射镜固定连接，斩光器放置于红外光源的正前方，直流电机安装在斩光器的斩光盘的中心位置，光声腔安装在斩光器的正前方，且入射窗的中心位置与红外光源对准，注油阀固定在光声腔的正上方靠近出射窗的位置，微音器安装在光声腔的正下方的中心位置，激光功率计位于光声腔的正前方，且激光功率计的光学感受器中心位置与光声腔的出射窗的中心位置对准，所述激光功率计、光声腔、斩光器 、球面反射镜分别通过支架与防震台固定连接，并使光路准直，微音器和激光功率计的信号输出端子与锁相放大器相连接，锁相放大器的输出端子与信号采集处理模块相连接，电源模块与信号采集处理显示模块、微音器、激光功率计、红外光源、斩光器的供电端子相连接。

本发明一种实施方式是，红外光源的材料为镍铬合金丝。 

本发明一种实施方式是，球面反射镜有镀金层。 

本发明一种实施方式是，所述光声腔为非谐振式光声腔，内部为圆柱形储油腔，在光声腔的出射窗一侧放置ZnSe玻璃片、入射窗一侧放置滤光片，光声腔的入射窗和出射窗分别通过密封圈一、密封圈二和4个紧固螺栓固定在光声腔的左右两端。

本发明一种实施方式是，光声腔的入射窗和出射窗采用与光声腔同质的不锈钢材料，并在入射窗和出射窗上分别有入射孔和出射孔。

本发明一种实施方式是,注油阀采用透明的钢化玻璃材料制成。

本发明一种实施方式是，滤光片采用中心波长为5860±30nm的干涉滤光片。

本发明一种实施方式是，微音器采用楼氏电子公司的WP-23501-053型号防水、防腐蚀传感器。

本发明一种实施方式是，激光功率计采用热电堆激光功率计探头。

本发明一种实施方式是，锁相放大器由AD630乘法器和低通滤波器构成，可以将激光功率计提供的参考信号相同频率声音信号的幅值提取出来。