[发明专利]一种激光光声光谱油气在线监测系统

说明书

本发明涉及一种激光光声光谱油气在线监测系统，包括：油气分离单元，对变压器油中溶解气体进行采样和油气分离；气路单元，与所述的油气分离单元连接，输送油气分离后的样气；光声检测单元，与所述的气路单元连接，通过调制激光光源产生脉冲光，样气吸收脉冲光后产生声波，通过微音器检测声波强度，并储存声波数据；现场控制单元，与所述的油气分离单元和光声检测单元连接，将现场数据输送至工作站。与现有技术相比，本发明将激光半导体技术与光声光谱技术相结合，运用到变压器绝缘油故障气体在线监测中，可避开传统油色谱在线监测设备中耗材等大量人工维护量，也可避免传统红外宽谱光源光声光谱设备检测运用中气体之间交叉干扰。

技术领域

本发明涉及一种油气在线监测系统，尤其是涉及一种激光光声光谱油气在线监测系统。

背景技术

充油式电力变压器主要采用油纸绝缘，在放电和过热运行过程中，油和纸将裂解，产生C2H2、CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6等各种气体，这些气体部分溶解于油中，分析油中溶解气体的成分和比例，可以判断变压器潜伏性故障和类型，并建立起一系列国际国内标准。因此，对于微弱的故障气体含量的检测具有重要的意义。

当前，检测变压器油中溶解气体含量比较成熟的是气相色谱法，它在变压器中应用很普遍，但其试验环节多、操作手续繁琐、检测周期长，不能及时快速的反映变压器的故障。针对此现象，又衍生出了光声光谱检测方案，此方案与气相色谱法相比，具有诸多优点①非接触性测量、不消耗任何标准气体；②不需要分离气体、直接确定气体的成分和含量、检测速度快、可实现连续测量；③直接测量气体吸收光能大小，探测灵敏度高，气室体积小。但市面上见到的光声光谱油中气体检测设备以红外宽谱光源、窄带滤光片与机械斩光器的技术方案，在实际应用上因滤光带宽较宽，特征气体交叉干扰明显，而机械斩光带来的震动和机械损耗，会导致设备测试性能逐渐下降。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种激光光声光谱油气在线监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种激光光声光谱油气在线监测系统，包括：

油气分离单元，对变压器油中溶解气体进行采样和油气分离；

气路单元，与所述的油气分离单元连接，输送油气分离后的样气；

光声检测单元，与所述的气路单元连接，通过调制激光光源产生脉冲光，样气吸收脉冲光后产生声波，通过微音器检测声波强度，并储存声波数据；

现场控制单元，与所述的油气分离单元和光声检测单元连接，将现场数据输送至工作站。

所述的油气分离单元采用真空定量脱气方法进行脱气。

所述的光声检测单元包括依次连接的光声池、前置放大器、锁相放大器、A/D转换器和DSP，还包括激光光源、调制器和微音器，所述的调制器设置在激光光源和光声池之间，所述的锁相放大器与调制器连接，所述的微音器与光声池连接。

所述的激光光源为半导体激光器。

所述的微音器为电容式或驻极体式微音器。

所述的油气分离单元包括与变压器油阀门连接的真空脱气油气分离装置。

所述的系统还包括与工作站连接的APP，APP用于设置系统启停、检测周期、读取油样检测时间与故障气体浓度、油气浓度超限报警信息，支持账号与权限设置。

所述的现场控制单元与油气分离单元和光声检测单元之间通过隔离式485总线通信。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：