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关键词：
遥感卫星,HJ- 1B,积雪,深度反演
发表时间：
2012-02-03 09:21:14
基于超窄线宽激光的一氧化碳多参数检测研究
白浩明 | -> | 1200| 0| 1.555687MB |一氧化碳吸收光谱,超窄线宽激光,多参数测量,波长扫描技术,吸收线强
摘 要 基于超窄线宽激光特性和激光器波长扫描技术, 通过对一氧化碳气体近红外吸收光谱的测量及分析, 设计了一氧化碳气体多参数实时在线检测系统。系统采用超窄线宽可调谐半导体激光器作为光源, 利用气体直接吸收光谱测温法, 实现了一氧化碳气体温度实时检测。根据所测温度值并结合气体浓度差分检测原理, 实现了一氧化碳气体温度和浓度同时测量。利用超窄线宽激光器波长扫描技术还测得了不同温度下一氧化碳分子在6 354 179 和6 383 09 cm- 1 附近的吸收谱线并进行了Voigt 拟合和分析。实验结果表明, 系统温度测量最大相对误差小于4%, 长时间稳定性实验, 温度最大相对波动小于3 5%; 系统浓度测量最大相对误差小于5% , 最小检测限为0 05%。该气体多参数检测系统精确度高、稳定性好, 可用于电力变压器故障气体状态实时在线监测。
电力变压器是电力系统的重要枢纽环节, 其运行状态直接影响到电网系统运行的安全性和稳定性。随着国民经济的不断发展和人民需求的不断提高, 电网负荷不断提高, 变压器容量不断扩大, 事故率也就随之增大。因此对电力变压器运行状态进行实时或定时的在线监测具有重要意义。研究表明变压器内部温度及绝缘油中溶解气体的组分、含量与变压器故障类型、程度存在十分密切的对应关系。一氧化碳气体是电力变压器主要的故障气体之一, 通过对变压器中一氧化
碳气体的参数( 温度、浓度) 进行实时在线监测可以及时掌控变压器运行状态, 发现和分析潜伏性故障, 有效保障变压器安全稳定的运行[1, 2] 。
目前电力变压器故障状态分析主要采用离线色谱分析技术和电接触式测温技术, 这些技术在使用过程中均存在一些缺点: 电接触式测温系统在高温、强磁场、强振动等恶劣环境下受扰动较大; 色谱分析技术为定期从变压器运行现场采集油样后, 在实验室中使用气相色谱仪检测出油中溶解气体浓度, 无法实现气体浓度实时在线测量。随着光纤传感技术和半导体激光技术的不断发展, 基于半导体激光吸收光谱技术的光纤在线监测系统已逐渐在电力变压器故障分析中得到了应用。可调谐半导体激光吸收光谱技术是利用气体对激光光谱吸收的特性实现气体温度和浓度的测量, 具有抗干扰能力强、实时性好、精度高和可实现气体温度和浓度同时在线测量等优点[ 3-8] 。
碳气体的参数( 温度、浓度) 进行实时在线监测可以及时掌控变压器运行状态, 发现和分析潜伏性故障, 有效保障变压器安全稳定的运行[1, 2] 。
目前电力变压器故障状态分析主要采用离线色谱分析技术和电接触式测温技术, 这些技术在使用过程中均存在一些缺点: 电接触式测温系统在高温、强磁场、强振动等恶劣环境下受扰动较大; 色谱分析技术为定期从变压器运行现场采集油样后, 在实验室中使用气相色谱仪检测出油中溶解气体浓度, 无法实现气体浓度实时在线测量。随着光纤传感技术和半导体激光技术的不断发展, 基于半导体激光吸收光谱技术的光纤在线监测系统已逐渐在电力变压器故障分析中得到了应用。可调谐半导体激光吸收光谱技术是利用气体对激光光谱吸收的特性实现气体温度和浓度的测量, 具有抗干扰能力强、实时性好、精度高和可实现气体温度和浓度同时在线测量等优点[ 3-8] 。
本文利用超窄线宽激光特性和光源扫描技术测得了不同温度下的一氧化碳气体吸收光谱, 并结合气体直接吸收光谱测温法和浓度差分检测原理, 实现了一氧化碳气体的温度和浓度实时在线检测, 为电力变压器故障预测和分析提供了有效的技术手段。
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