[发明专利]一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置

摘要

本发明公开了一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置，红外光源所发射的红外光沿其传输路径所依次经过的第一透镜、SF6气室、光栅、第二透镜、光电转换模块，其中，光电探测模块采用热释电模块；光电转换模块包括光学分束器、光学耦合系统、自检触发光源驱动电路、光电转换电路、同步电路与信号处理和输出电路；SF6气室中的故障模型为金属突出物；金属突出物为复合结构，内部金属电极基体为镍合金，表面由内向外以此包覆有铝、铜及石墨烯；本发明解决了现有SF6气体分解物检测方面存在的不足，有效地提高了现场SF6气体分解物检测效果和降低了检测难度，缩短了检测的周期，并能实现SF6气体状态的连续在线监测和分析判断功能。

主权项

1.一种基于光电转换技术的红外SF6气体检测装置，其特征在于，所述装置包括光源，所述光源所发射的红外光沿其传输路径所依次经过的第一透镜、SF6气室、光栅、第二透镜、光电转换模块，其中，所述光电探测模块采用热释电模块；所述光电转换模块包括光学分束器、光学耦合系统、自检触发光源驱动电路、光电转换电路、同步电路与信号处理和输出电路，所述光学分束器上设置有自检触发光源和光探测器，所述自检触发光源通过自检触发光源驱动电路与同步电路连接，所述光探测器与光电转换电路连接，所述光电转换电路分别与 同步电路和信号处理和输出电路连接，所述光学分束器设置在光电转换模块与第二透镜之间；所述光电转换模块还通过光纤连接至数据处理模块，所述红外光源选择中红外光波段，所述红外光源选择硅碳棒或金属丝灯，并利用聚光罩，将红外光源的辐射汇聚到一个方向上；所述SF6气室中的故障模型为金属突出物；所述金属突出物为复合结构，内部金属电极基体为镍合金，表面由内向外依次包覆有铝、铜及石墨烯，其制备工艺具体为：a：将金属电极基体进行铣面，将包铝板与金属电极基体焊接在一起，通过热轧工艺对金属电极基体完成铝包覆工艺；b：对包覆过的金属电极基体进行除油处理，除油液的组成为：无水碳酸钠（Na2CO3）40‑60g/L，磷酸钠（Na3PO4·12H2O）40‑60g/L，硅酸钠（Na2SiO3·9H2O）5‑20g/L，OP‑10乳化剂1‑3ml/L，30‑40℃，除油时间为5‑10分钟；c：对金属电极基体进行亲水处理，亲水处理液的组成为：乙腈（C2H3N）10‑20%，二氯甲烷（CH2Cl2）5‑10%，N,N‑二甲基甲酰胺（C3H7NO）70‑85%，30‑40℃，亲水时间为3‑5分钟；d：对金属电极基体进行粗化处理，粗化液的组成为：氢氟酸（HF40%）100‑250ml/L，氟化氢铵（NH4·HF2）10‑20g/L，室温，粗化时间3‑5分钟；e：对金属电极基体进行胶体钯活化，胶体钯溶液的组成为：二氯二氨钯（Pd(NH3)2Cl2）0.05‑1.0g/L，盐酸10‑60ml/L，锡酸钠（Na2SnO3·3H2O）0.4‑0.8g/L，氯化钠（NaCl）100‑150g/L，30‑35℃，活化时间为3‑5分钟；f：对金属电极基体解胶后进行化学镀处理，沉积铜溶液组成为：硫酸铜（CuSO4·5H2O）10‑15g/L，乙二胺四乙酸二钠（EDTA·2Na）29‑44g/L，乙醛酸（C2H2O3）7‑12g/L，亚铁氰化钾10‑20mg/L，a,a’‑联吡啶10‑30mg/L，pH13‑14，30‑40℃，沉积时间为10‑60分钟；g：将金属电极基体放置在氢气和氩气混合气体中，待温度升到900‑1200℃后，先令金属退火一段时间，后通入乙炔碳源，碳源发生裂解并在金属铜的催化作用下在金属表面生长石墨烯，即完成金属突出物的制备。