[发明专利]一种SF6电气设备故障组分CO2

权利要求书

1.一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置，它包括DFB激光器，其特征在于：DFB激光器与光纤准直器连接；光纤准直器与长光程多次反射气室连接；光电探测器与前置放大电路和第一低通滤波器连接；第一低通滤波器与锁相放大器连接；锁相放大器与第二低通滤波器连接；第二低通滤波器通过AD模块后与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置，其特征在于：它还包括：控制器分别与激光器TEC温控电路、DA三角波发生电路和正弦波发生电路连接；激光器TEC温控电路、DA三角波发生电路和正弦波发生电路分别与DFB激光器连接。

3.根据权利要求1所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置，其特征在于：控制器为MC9S12最小系统；采用MC9S12DG128单片机组成，MC9S12DG128单片机与上位机连接。

4.根据权利要求1所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置，其特征在于：DFB激光器、长光程多次反射气室和光电探测器处于同一直线上。

5.根据权利要求1所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置，其特征在于：DFB激光器为TO5型2004nm激光器。

6.如权利要求1所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置的检测方法，其特征在于：它包括：

步骤1、通过控制激光器TEC温控电路对DFB激光器波长进行粗调，控制激光器直流驱动电路对激光器波长进行细调，使激光器发出的激光在CO₂最佳吸收波长2004nm进行线性扫描；

步骤2、DFB激光器发出的激光准直后在长光程多次反射气室中进行多次反射，然后被安装在长光程多次反射气室另一端的光电探测器所接收到，实现由光信号到电信号的转换；

步骤3、将光电探测器探测到的电信号分别经前置放大电路和第一低通滤波器放大、滤波后作为被测信号输入锁相放大器中，然后由基准信号解调出与被测气体浓度相关的二次谐波信号，再通过第二低通滤波器滤波；

步骤4、将采集到的二次谐波信号经控制器通过RS485上传到上位机进行数据处理，最终计算得到被测气体的浓度值。

7.根据权利要求6所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置的检测方法，其特征在于：所述多次反射指反射20次以上。

8.根据权利要求6所述的一种SF₆电气设备故障组分CO₂浓度检测装置的检测方法，其特征在于：所述上位机进行数据处理的方法，它包括：

步骤1、系统自检；

步骤2、系统自检通过后，依次启动激光器直流驱动模块、DA三角波发生模块和正弦波发生模块，同时启动激光器TEC温控模块，当TEC温度正常时启动激光器，否则报警输出故障码；

步骤3、通过光电探测器的信号来检测光功率是否正常，若异常则报警输出故障码，若正常则进一步检测二次谐波；

步骤4、若未检测到二次谐波，则进一步检测电压是否正常，检测电压包括DA三角波、正弦波及两者的叠加信号，若异常则报警输出故障码，若电压正常则调整激光器温度及注入电流后再回到步骤3；若检测到有二次谐波，则继续判断二次谐波峰值位置是否正确，若二次谐波峰值异常则报警输出故障码，再调整激光器温度及注入电流后再回到步骤3，若正常则进入步骤5；

步骤5、若二次谐波正常，则计算二次谐波峰峰值与平均光功率值，并采集温度和压力值；

步骤6、根据Beer-Lambert定律反演CO₂浓度。