[发明专利]用于检测GIS特征气体的新型高灵敏度光谱检测装置

说明书

本申请涉及电气领域，特别地，涉及一种用于检测GIS特征气体的新型高灵敏度光谱检测装置。本申请提供的一种用于检测GIS特征气体的新型高灵敏度光谱检测装置，包括：高功率窄线宽光学参量振荡器组件，中间光路及色散单元组件，信号监测组件；高功率窄线宽光学参量振荡器组件设置于机箱，包括光纤放大器、扩束镜、聚焦透镜、环腔镜片、F‑P标准具、光学参量振荡器、泵浦激光源，所述中间光路及色散单元组件包括：二向色镜、分束镜、波长仪、2块反射镜、2块镀金镜、2块镀银镜、色散棱镜，所述色散棱镜具体可以实施为等边色散棱镜；所述信号监测组件包括：气体池、光声分析仪，所述分析仪放置在所述气体池内。

技术领域

本申请涉及电气领域，特别地，涉及一种用于检测GIS特征气体的新型高灵敏度光谱检测装置。

背景技术

GIS设备，即六氟化硫封闭式组合电器，诞生于20世纪60年代中期，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、快速(接地)开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线(三相或单相)、连接管、过渡元件和电缆终端等经优化设计全部组合在一个全封闭的金属外壳内，壳内用于绝缘和灭弧的介质是0.4～0.6MPa的SF6气体。

对于GIS故障特征的检测，现有的传感分析方法主要有：气相色谱法、质谱法、半导体(碳纳米管)气敏传感器、固态微桥式检测器。气相色谱法是微量故障特征气体分析最常用的检测方法，可实现准确测量，但色谱柱易老化，不利于长期检测；质谱法具有高效、准确检测的特点，但需结合色谱柱才能实现混合气体的有效检测；半导体(碳纳米管)气敏传感器及固态微桥式检测器灵敏度高，但存在混合气体交叉敏感问题且易老化、稳定性低，其检测准确度也有待提高。

但是，上述方法中待测气体都需一个特定波长的激光，用于激发气体的吸收效应，当气体为低浓度H2和O2等同核双原子气体时，上述方法检测灵敏度低，检测成功率低。

发明内容

本申请提供了一种用于检测GIS特征气体的新型高灵敏度光谱检测装置，通过根据光声光谱法的波长调制配置中的零背景的这一特殊特性，提出了结合使用高灵敏度的悬臂增强型光声检测器，通过稳定的高功率窄线宽中红外连续波光参量振荡器以及氟化氢的强吸收截面，使信号可以随吸收的激光功率而线性变化，在达到要求的灵敏度的同时，可以避免除待测气体之外的其他气体的影响，并使长期稳定性得到保证，一定程度上可以解决目前GIS故障特征气体检测装置存在的气体交叉干扰、易老化、稳定性差问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的第一方面提供一种用于检测GIS特征气体的新型高灵敏度光谱检测装置，包括：高功率窄线宽光学参量振荡器组件，中间光路及色散单元组件，信号监测组件；

所述高功率窄线宽光学参量振荡器组件设置于防尘机箱，包括：光纤放大器、扩束镜、2块聚焦透镜、4块环腔镜片、2块F-P标准具、光学参量振荡器、泵浦激光源，所述泵浦激光源具体可以实施为连续波分布反馈(DFB)激光泵浦源；

所述中间光路及色散单元组件包括：二向色镜、、分束镜、波长仪、2块反射镜、2块镀金镜、2块镀银镜、色散棱镜，所述色散棱镜具体可以实施为等边色散棱镜；

所述信号监测组件包括：气体池、光声分析仪，所述分析仪放置在所述气体池内。

本申请的有益效果在于：通过根据光声光谱法的波长调制配置中的零背景的这一特殊特性，提出了结合使用高灵敏度的悬臂增强型光声检测器，特别稳定的高功率窄线宽中红外连续波光参量振荡器以及氟化氢的强吸收截面，使信号可以随吸收的激光功率而线性变化，可以提高悬臂增强光声光谱技术在痕量气体检测中的灵敏度，可以提高光学参量振荡器的长期稳定性。

附图说明