[发明专利]一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置

说明书

本发明公开了一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置，红外光源所发射的红外光沿其传输路径所依次经过的第一透镜、SF6气室、光栅、第二透镜、光电转换模块，其中，光电探测模块采用热释电模块；光电转换模块包括光学分束器、光学耦合系统、自检触发光源驱动电路、光电转换电路、同步电路与信号处理和输出电路；SF6气室中的故障模型为金属突出物；金属突出物为复合结构，内部金属电极基体为镍合金，表面由内向外以此包覆有铝、铜及石墨烯；本发明解决了现有SF6气体分解物检测方面存在的不足，有效地提高了现场SF6气体分解物检测效果和降低了检测难度，缩短了检测的周期，并能实现SF6气体状态的连续在线监测和分析判断功能。

技术领域

本发明涉及SF6气体的检测技术领域，特别是基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置。

背景技术

在电力技术领域中，气体绝缘全封闭式组合电器（Gas-insulatedMetal-enclosedSwitchgear，GIS）结构紧凑、绝缘性能稳定、断流能力强、重燃率低、运行可靠，被广泛应用于高压和超高压电力系统中；GIS采用SF6作为绝缘和灭弧介质，其优异特性也主要来源于SF6的高耐电强度和强灭弧性能特性；当GIS中存在放电或过热故障时，会引起SF6气体在一定程度上发生分解，不仅造成GIS绝缘性能降低，还可能引发严重的故障。

目前，压电复合材料电极制备一般采用磁控溅射薄膜沉积技术，但该技术存在以下不足：（1）对设备和场地要求高；（2）电极原材料的利用率和生产效率较低；（3）获得的电极与压电复合材料的结合力较差；复合材料中既含有锆钛酸铅（PZT）陶瓷又含有有机聚合物；对于聚合物材料，采用常规湿法化学沉积技术，其预处理过程需要经过几到几十分钟60-75℃的粗化处理

随着自动控制和微电子技术的发展，越来越多的设备需要在强酸、强碱、腐蚀性气氛、高温等恶劣环境下工作；无论是大型输电线路、常规工业仪器，还是微电子器件和电路都离不开连接各个元件和线路的插座、插头及电极(下面统称电极)；由于需随时、频繁切换，通常无法将设备中的电极等材料严格密封起来，但是电极若裸露或密封不佳时，其材料表面极易受环境中的介质腐蚀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置，装置包括光源，光源所发射的红外光沿其传输路径所依次经过的第一透镜、SF6气室、光栅、第二透镜、光电转换模块，其中，光电探测模块采用热释电模块；

光电转换模块包括光学分束器、光学耦合系统、自检触发光源驱动电路、光电转换电路、同步电路与信号处理和输出电路，光学分束器上设置有自检触发光源和光探测器，自检触发光源通过自检触发光源驱动电路与同步电路连接，光探测器与光电转换电路连接，光电转换电路分别于同步电路和信号处理和输出电路连接，光学分束器设置在光电转换模块与第二透镜之间；

光电转换模块还通过光纤连接至数据处理模块，红外光源选择中红外光波段，红外光源选择硅碳棒或金属丝灯，并利用聚光罩，将红外光源的辐射汇聚到一个方向上；SF6气室中的故障模型为金属突出物；

金属突出物为复合结构，内部金属电极基体为镍合金，表面由内向外以此包覆有铝、铜及石墨烯，其制备工艺具体为：

a：将金属电极基体进行铣面，将包铝板与金属电极基体焊接在一起，通过热轧工艺对金属电极基体完成铝包覆工艺；

b：对包覆过的金属电极基体进行除油处理，除油液的组成为：无水碳酸钠（Na2CO3）40-60g/L，磷酸钠（Na3PO4·12H2O）40-60g/L，氢氧化钠（NaOH）10-50g/L，硅酸钠（Na2SiO3·9H2O）5-20g/L，OP-10乳化剂1-3ml/L，30-40℃，除油时间为5-10分钟；