[发明专利]一种基于紫外吸收光谱的二氧化硫气体检测装置和方法

说明书

本申请公开了一种基于紫外吸收光谱的二氧化硫气体检测装置和方法，涉及气体检测技术领域。该装置包括紫外光源和光纤环形器，所述光纤环形器上分别设有第一端口、第二端口、第三端口，光信号在所述光纤环形器内依次按第一端口、第二端口、第三端口的顺序优先传播，所述紫外光源通过光纤与所述第一端口连接，所述第三端口通过光纤连接有光谱仪，所述第二端口通过光纤连接有气体吸收池，所述气体吸收池通过光纤连接有光电探测器，所述光电探测器连接有上位机。该装置引入光谱仪和光纤环形器，可实时监控气体池的使用情况及池内气体的吸收情况，增强了数据的可靠性；引入隔离器，避免了来自气体吸收池的反射光重回激光器，损害激光器。

技术领域

本申请涉及气体检测技术，更具体地说，涉及一种基于紫外吸收光谱的二氧化硫气体检测装置和方法。

背景技术

六氟化硫（SF₆）作为一种良好的绝缘和灭弧介质，被广泛应用于气体绝缘组合电器（GIS）及气体绝缘输电线路（GIL）中。随着电力行业的迅速发展，GIS、GIL等气体绝缘电气设备的应用变得更加广泛。当SF₆气体绝缘设备内部出现绝缘缺陷而导致局部放电（PD）或局部过热（POF）时，SF₆分子会发生分解，并与设备内部存在的微水、微氧、有机杂质等物质发生反应，进而产生SO₂、SO₂F₂、SOF₂等特征分解产物。这些分解产物的存在会加快局部放电和局部过热的发展，导致电气设备进一步劣化。有较多研究表明，当绝缘故障类型的不同时，SF₆特征分解产物的类型、产量以及生成速率也会出现变化。因此，通过SF₆分解产物的检测，可以诊断SF₆绝缘设备的内部绝缘缺。

紫外吸收光谱法作为一种气体检测手段，其利用气体分子对紫外光的吸收来实现气体的痕量检测，且不同的气体分子对紫外光的吸收能力有所不同，可以完成不同气体的定量分析。同时，紫外检测系统的体积小，成本低，在电力设备实时在线监测上具有良好的应用前景。但是紫外吸收光谱法存在数据影响因素较多的情况。

发明内容

鉴于此，为了解决或改善现有技术中的问题，本申请提出了一种基于紫外吸收光谱的二氧化硫气体检测装置和方法。

为了实现上述目的，本申请提供了一种基于紫外吸收光谱的二氧化硫气体检测装置，包括紫外光源和光纤环形器，所述光纤环形器上分别设有第一端口、第二端口、第三端口，光信号在所述光纤环形器内依次按第一端口、第二端口、第三端口的顺序优先传播，所述紫外光源通过光纤与所述第一端口连接，所述第三端口通过光纤连接有光谱仪，所述第二端口通过光纤连接有气体吸收池，所述气体吸收池通过光纤连接有光电探测器，所述光电探测器连接有上位机。

优选的，所述紫外光源与所述光纤环形器之间设置有隔离器。

优选的，所述气体吸收池内对称的设有两张单面反射镜，两张所述单面反射镜用于增加紫外光的光程。

优选的，所述单面反射镜的反射面的截面为弧形。

所述紫外光源为深紫外型氘灯。

优选的，所述深紫外型氘灯的紫外波段范围覆盖190纳米至400纳米。

本申请还提供了一种二氧化硫气体检测方法，所述方法基于上述所述的基于紫外吸收光谱的二氧化硫气体检测装置，所述二氧化硫气体检测方法包括以下步骤：

往气体吸收池内通入待测六氟化硫分解组分二氧化硫气体；

打开紫外光源并进行自校准工作，使所述紫外光源工作在最佳状态；

打开光谱仪，并进行波长校准，确保所述光谱仪能正常工作；

待所述光谱仪正常工作后，根据所述光谱仪显示情况判断所述气体吸收池工作状况是否正常；所述气体吸收池工作正常后，打开光电探测器和上位机；