[发明专利]一种提高气体拉曼检测灵敏度的多段圆形多通气室

说明书

一种提高气体拉曼检测灵敏度的多段圆形多通气室,包括分段圆形多通道增强腔与检测气体池。所述气体池为立方体，所述气体池配有2个窗口镜、进气孔、出气孔以及与所述进气孔和所述出气孔分别相对应的与外部连接的接口通过让激光；分段圆形多通道增强腔内表面分为71段圆弧，第1段与第37段圆弧上分别开一个孔洞作为激光的入射孔与出射孔。本发明通过在多段圆形多通气室中沿着一定的几何规则多次反射，本发明通过让激光在多段圆形多通气室中沿着一定的几何规则多次反射，达到大大提升激光光路的效果，使拉曼散射激光强度增大，从而提高气体拉曼检测灵敏度。

技术领域

本发明属于电力设备状态特征气体检测技术领域，具体涉及一种通过提高气体拉曼检测灵敏度的电力设备检测装置及方法。

背景技术

电力系统的安全、稳定、可靠与经济运行是经济快速发展及社会稳定的基础之一。电力变压器是电力系统中承担不同等级电压转换、电能分配的枢纽设备，它在电力系统输电、变电、配电过程中起着极其重要的作用，其安全运行是保障电力系统安全与稳定的核心。越来越多的大容量、高等级大型电力变压器在超特高压电网中投入使用，一旦发生故障，不仅损坏昂贵的电气设备，还会导致电网瘫痪，对人民日常生活及国家经济造成难以估计的损失。

目前国内外大型电力变压器主要采用油浸式变压器，其内绝缘系统为绝缘油及绝缘纸(板)构成的复合绝缘结构。当变压器存在早期潜伏性故障或故障形成过程中，热、电、氧化及局部电弧等多种因素作用会加速运行变压器油、绝缘纸(板)等绝缘材料的老化甚至裂解，产气量变大和产气速率增快，生成的低分子气体经扩散、对流等过程而不断溶解于变压器油中，直至达到饱和状态，进而以气泡的形式析出。通过检测变压器存在早期潜伏性故障或故障形成过程中的故障特征气体可以在故障早期或者形成过程中时就确定故障并提前采取措施，从而可以大大减少因为变压器故障而造成的损失。

拉曼光谱法是基于拉曼散射效应，通过直接测量物质因激光照射产生的拉曼散射光，进而推断物质性质和含量的一种光谱分析方法：频率为V₀的入射光会激发样品分子产生一系列频率为V₀±V_vib的拉曼散射光，依据V_vib的拉曼频移及强度可同时定性与定量分析样品中多种不同物质。相比传统检测方法，应用激光拉曼光谱技术分析油中溶解的故障特征气体具有以下优势：①单一波长激光能同时激发混合气体的拉曼散射，可实现其同时检测分析；②采用激光作为检测手段，不与气体样品接触，能实现原位检测；③对混合气体样品可直接进行拉曼检测，无需进行组分分离，检测周期短，也不需要消耗载气；④拉曼检测一般不会对气体样品造成破坏，对同一气体样品可进行多次重复检测，检测重复性好。然而，现有技术中的拉曼光谱法存在最小检测浓度受限、检测准确度不高等技术瓶颈，导致现有技术还远远达不到实际应用的要求。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明基于拉曼散射效应，提出了一种提高气体拉曼检测灵敏度的装置，设计了多段圆形多通气室来增强微量气体的拉曼信号强度，实现了复杂故障特征气体的拉曼光谱微量检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种提高气体拉曼检测灵敏度的多段圆形多通气室，其特征在于：

包括分段圆形多通道增强腔1与检测气体池2，所述分段圆形多通道增强腔1设置在检测气体池2内；

所述多段圆形多通气室配置成使激光沿着一定的几何规则多次反射，以提升激光光路，增大散射激光强度。

本发明进一步包括以下优选方案。

所述气体池为2为立方体，所述气体池2配有2个窗口镜5、进气孔3、出气孔4以及与所述进气孔3和所述出气孔4分别相对应的与外部连接的接口。

所述气体池2由殷钢制作，壁厚为1cm，长宽高都为50cm，压强范围为0bar-2bar。