[发明专利]一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置，其特征在于：包括电源单元、FBAR传感单元、甚高频信号处理单元并安装在SF6互感器的SF6气体空间内，所述电源单元为感应电源单元；该感应电源单元与FBAR传感单元、甚高频信号处理单元相连接并为其提供工作电源，所述FBAR传感单元包括一个两面覆盖多孔薄膜的FBAR传感器和一个两面密闭的FBAR传感器，感应电源施加电压后使两面覆盖多孔薄膜的FBAR传感器和两面密闭的FBAR传感器分别产生一个与气体分解物浓度相关的甚高频输出信号和一个固定频率的甚高频参考信号并发送给甚高频处理单元，所述甚高频信号处理单元对两个甚高频信号进行混频处理，得到频率差值并发送至SF6互感器外的气体分解物浓度分析装置；

所述两面覆盖多孔薄膜的FBAR传感器在基层材料表面覆盖纳米级多孔薄膜，用于吸收气体分子，所述两面密闭的FBAR传感器表面采用密闭薄膜；

所述多孔薄膜的FBAR传感器和两面密闭的FBAR传感器具有相同的基层材料厚度及温度—频率特性；

所述气体分解物浓度分析装置采用载波频段的窄频定向天线接收甚高频信号处理单元发送的差频信号载波，提取两个甚高频传感器输出信号的频率差值；所述气体分解物浓度分析装置内设置有气体分解物浓度-频差曲线，气体分解物浓度分析装置根据气体分解物浓度-频差曲线，计算两个甚高频输出信号的频率差值所反映的气体分解物浓度。

2.根据权利要求1所述的一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置，其特征在于：所述感应电源单元由带气隙的软磁材料铁芯及线圈组成并安装在SF6互感器漏磁场区，该感应电源单元在SF6互感器工作时产生的工频电磁场作用下，产生两路幅值相同、波形相反的输出电压，为FBAR传感单元、甚高频信号处理单元提供工作电源。

3.根据权利要求1或2所述的一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置，其特征在于：所述甚高频信号处理单元由两个信号隔离电路、信号比较电路、信号放大电路及无线传输电路构成；两个信号隔离电路分别与两个FBAR传感单元相连接，对感应电源单元输出进行过滤并隔离低频信号，同时将两个FBAR传感单元输出的两路甚高频信号传递到信号比较电路；所述信号比较电路对两路甚高频信号进行混频处理得到差频信号，若两个甚高频信号频率差超过设定的阈值，则将差频信号调制后送入信号放大电路；所述信号放大电路对差频信号进行放大并传给无线传输电路；所述无线传输电路将差频信号调制到吉赫兹频段载波上，并通过小型集成式天线发送至SF6互感器外的气体分解物浓度分析装置。

4.一种如权利要求1至3任一项所述SF6互感器内气体分解物无源检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、FBAR传感单元在感应电源单元施加电压后，分别产生与SF6互感器气体分解物浓度相关的甚高频输出信号和固定频率的甚高频参考信号并传输给甚高频信号处理单元；

步骤2、甚高频信号处理单元对两路甚高频甚高频输出信号进行处理得到差频信号并发送到SF6互感器外的气体分解物浓度分析装置；

步骤3、气体分解物浓度分析装置根据两路甚高频输出信号的频率差值，计算气体分解物的浓度。

5.根据权利要求4所述的一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：甚高频信号处理单元通过信号隔离电路对FBAR传感单元输出信号进行过滤，隔离低频信号，并将两个FBAR传感器输出的两路甚高频信号传递到信号比较电路；信号比较电路对两路甚高频信号进行混频处理得到差频信号，若两个甚高频信号频率差值超过设定的阈值，则将差频信号送入信号放大电路；信号放大电路对差频信号放大并传给无线传输电路；无线传输电路将差频信号调制到吉赫兹频段载波上，通过小型集成式天线发送到互感器外的气体分解物浓度分析装置。

6.根据权利要求4或5所述的一种SF6互感器内气体分解物无源检测装置的检测方法，其特征在于：所述气体分解物浓度分析装置内设置有气体分解物浓度-频差曲线，气体分解物浓度分析装置根据气体分解物浓度-频差曲线，计算两路甚高频输出信号的频率差值所反映的气体分解物浓度。