基于红外光谱吸收原理的SF6浓度检测系统研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gulujiang
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SF6气体具有稳定的化学性质,它是迄今为止电气设备中最理想的绝缘和灭弧介质。SF6气体长期处于高电压之中将会分解有毒有害产物,不但会降低SF6的电气性能,而且直接向大气排放将对人身健康构成威胁。随着SF6气体的大量使用,其安全性也受到了广泛关注。尤其是安装在室内的SF6电气设备,应及时监测其泄漏确保作业人员的人身安全。   为了满足SF6气体的连续测量,本文采用直接激光光谱吸收技术。首先介绍了激光光谱吸收技术的基本原理。其次,提出了系统的设计方案,系统主要包括光路部分、气体采集、硬件结构和软件部分。系统光路中引入参考光路以消除光源波动对测量结果的影响;对光源进行调制以及采用选频方法消除背景环境干扰。电路系统中各参量采集单元将采集到的模拟信号通过处理电路送入AD转换单元;AD转换单元将各参量转换成数字量送入系统硬件的核心一单片机进行处理;单片机将处理之后的数据送到LCD显示并通过串口协议与上位机软件进行通讯。另外通过电磁阀切换完成多点采样缩短采样周期和分析池气体静态测量提高测量准确度。最后讨论了数字滤波算法对检测结果的滤波效果,并对系统的噪声、测量精度、稳定性、线性度以及响应时间等性能进行测试。通过分析表明,系统实现了准确、快速地测量出SF6气体浓度的变化。   本系统结构简单、反应速度快、灵敏度高,受环境温湿度影响小,可以及时发现泄漏点,并能长期独立在线工作。
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