利用TDLAS技术检测SF6高压开关中的HF气体.pdf

《利用TDLAS技术检测SF6高压开关中的HF气体.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013往仪表技术与传感器20l3第5期InstrumentTechniqueandSensorNo．5利用TDLAS技术检测SF6高压开关中的HF气体姚强，袁子茹，李新田，苗玉龙，邱妮(1．重庆市电力公司电力科学研究院，重庆401123；2．河南省日立信股份有限公司，河南郑州450001)摘要：介绍了一种可基于TDLAS技术的用于检测s高压开关中HF气体浓度的仪表．采用了电流调谐的方法，使用锁相放大器进行检波，并引入了三光路自动校准技术，避免了光路偏转以及光强衰减造成的误差，提高了仪表的稳定性、可靠性和测量准确性。关键词：TDL

2、AS技术；HF气体；电流调谐；自动校准中图分类号：TH89文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)05—0070—02UsingTDLASTechnologytoDetectHFGasinSF6lIi-voltageSwitchesYAOQiang，YUANZI—Ill，LIXin—tian，MIAOYu—long，QIUNi(1．ChongqingElectricPowerCorpElectricPowerResearchInstitute，Chongqing401123，China；2．HenanRelation

3、sCo．，Ltd，Zhengzhou450001，China)Abstract：Thispaperdescribedtheinstrument，whichisbasedonTDLAStechnologytodetectHFgasconcentrationsthatisintheSF6high—voltageswitches．Itusedthecurrenttuningmethods，lock—inamplifiertoextractthewaveformandtheintroductionofthreeopticalpathsau

4、tomaticcalibrationtechniquetoavoiderrorcausedbydeflectionoftheopticalpathandlightintensityattenua-tion，greatlyimprovingthestability，reliabilityandmeasurementaccuracyoftheinstrument．Keywords：TDLAStechnology；HFgas；currenttuning；automaticcalibration1TDLAS检测原理将4()按照泰勒级数展开

5、，得到TDLAS是可调谐二极管激光吸收光谱技术(TunableDiode4Vo)=丁IocL2I：(5)。LaserAbsorptionSpectroscopy)的简称，通常又称可调谐半导体激光吸收光谱技术。与传统红外光谱技术相比，它同样是基于由公式可以看出，n次谐波幅值与初始入射光强、光程、的朗伯一比尔(Beer—Lambert)定律：n次倒数以及吸收物质的浓度c成正比。提取二次谐波作为测量，(V)=10e(1)量。令n：2，则有式中：，为透射光强度；，n为入射光强；为气体吸收线强度；CcL2=r，(6)。为气体浓度江为光程长。

6、因此只要测得二次谐波信号与代表光强，n的直流分量，便为了更好的提高TDLAS检测技术的检测灵敏度，采用波可得到待测气体的浓度：长调制光谱技术及谐波检测技术。一r7、选择用高频正弦波作为载波，对的调谐激光频率的锯齿一碰、波电流进行调制，将检测频率移到噪声较低的高频处，这样可式中值可以通过标定得到⋯。以有效地抑制外部干扰和低频噪声，从而可以实现较高的检测2谱线选择灵敏度。这样得到的激光发射频率为：TDLAS气体分析技术的特点是所采用的半导体激光光源=+COS(2)(2)的光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽，即单色性非常好。因式中：口为激

7、光瞬时频率；。为激光中心频率；盯。为调制幅度；，此采用DFB激光器的TDLAS技术具有非常高的光谱分辨率，为正弦波频率；f为时间。可以针对被测气体吸收谱的某一特定谱线进行分析，一般选取将式(1)带入式(2)并按照傅里叶级数展开，得到：在该谱线范围内，没有其他气体的吸收峰，并且吸收强度相对，(7)0￡)=∑A(。cos(以)(3)较高的谱线作为测量吸收谱线。虽然HF气体在中红外区域有很强的吸收峰，但是存在其他气体或者水分子吸收谱线的重叠在理想情况下，，n与是无关的，即没有振幅调制，当吸收干扰问题，而在近红外区域，虽然吸收强度没有中红

8、外强，但是度很小时n次谐波信号的幅值为：吸收峰非常干净，没有其他干扰吸收峰的存在；从美国空军研U0)=f一+c。s(2)]cL·c。s()d(2)究的红外吸收应用的HTRAN数据库可以得到HF的强度谱线』，如图1所示。由图1可以看出，HF气体在近红