- 基于光學的SF6氣體檢測技術研究及應用
- 貴州電網有限責任公司組織編寫 張英主編
- 1366字
- 2020-05-19 12:02:38
1.1 光譜法檢測SF6電氣設備中特征組分相關物質簡介
1.1.1 光譜法檢測SF6電氣設備中特征組分相關物質現(xiàn)狀
(1)紫外光譜國內外研究現(xiàn)狀
國外:早在1964年,有學者就對SO2在紫外光譜段的吸收度進行了研究,發(fā)現(xiàn)SO2在紫外波段有很好的吸收;1980年在研究大氣污染物(SO2、NO2等)時,用紫外光譜法進行研究,對SO2與NO2混合物的檢測濃度下限可以達到ng/L。
國內:1953年,有學者提出用分光光度法對有機物質進行鑒定并測定含量,在1965年,用紫外分光光度法對微量汞進行了測量;1974年有學者首次提出SO2紫外吸收光度測定法,實現(xiàn)了SO2的快速、準確、靈敏的測定;2007年,有學者用差分吸收面積擬合法代替最小二乘法,用于環(huán)境監(jiān)測,從而避免了光譜不同分辨率,光譜漂移、拉伸或壓縮等因素對測量結果造成的誤差;2009年,有學者分析了用紫外差分吸收光譜監(jiān)測SO2、NO2、NH3等氣體濃度時的準周期特性,提出應用傅里葉濾波算法,有效地減少了重疊差分吸收光譜對反演結果的影響;2012年,有學者開展了針對SO2、NO和NO2三種氣體的吸收光譜分析和在線監(jiān)測方法研究,量程漂移和測量誤差都在1%之內。
目前國內外對紫外光譜法的研究多集中于大氣污染物或煙氣分析等方面,將其應用于SF6分解組分定量檢測的研究的相關報道較少。
(2)紅外光譜研究現(xiàn)狀
中紅外區(qū)段早在1800年就被發(fā)現(xiàn),受當時光譜儀性能和信息提取技術條件的限制,紅外技術并沒有得到廣泛的應用。隨著計算機技術的高度發(fā)展和化學計量學科的誕生,中紅外與之結合并產生了現(xiàn)代中紅外光譜分析技術。近年來,尤其是近10年,中紅外在儀器、軟件和應用技術上獲得了高度發(fā)展,以高效、快速的特點異軍突起,曾被譽為分析巨人。與傳統(tǒng)分析方法相比,中紅外光譜儀具有耗量少,耗時短,不消耗任何試劑、標準物質和設備零件,極為經濟等優(yōu)點。
國外:20世紀80年代FTIR(傅里葉變換紅外光譜)在氣體檢測方面大量應用,并開始使用基質隔離FTIR,提出用紅外來監(jiān)測空氣質量。1985年,已經實現(xiàn)了用InGaAs材料LED作為光源去對準甲烷在1665.4nm處的諧波吸收峰,采用同樣的系統(tǒng),由于1665.4nm處的諧波吸收峰吸收強度較1331.2nm處大一倍,因此系統(tǒng)最小探測靈敏度提高了一倍。1988年,用1.33μm的InGaAsP多模激光器測量甲烷氣體濃度,采用波長差分吸收法,室溫下測量的最小靈敏度可達1000ppm(1ppm=10-6μL/L)。1998年,則有學者研制了一套利用空分復用方式工作的多點光纖氣體傳感系統(tǒng),相當于多套光纖氣體傳感系統(tǒng)共享一個光源。CS2在200nm附近存在明顯的吸收峰,且具有豐富的窄帶信息,適合使用紫外吸收光譜法對其進行檢測。
國內:20世紀70年代,我國開始從國外引進傅里葉變換紅外光譜儀,20世紀80年代開始大量引進,現(xiàn)在已經開始自己生產。紅外吸收技術被大量地應用于未知物質的鑒定,主要涉足生物醫(yī)學、化工、石油等行業(yè),近年來開始涉足大氣污染物和汽車尾氣監(jiān)測,主要用于大氣污染狀況的評估、瓦斯監(jiān)測、SF6分解產物的組分分析等領域。
國內關于SF6分解產物的研究起步較晚,20世紀90年代,有學者對SF6放電分解產物進行了初步定性研究,設計了SF6放電分解模擬裝置并用氣相色譜法對SF6放電分解產物進行了研究,得出SF6放電分解產物有SO2和SOF2等產物。有學者通過比較SF6在局部放電下的眾多分解產物,綜合考慮分解產物的穩(wěn)定性、易檢測性及對絕緣缺陷表征的有效性,選取SO2、SO2F2、SOF2、CF4和CO2等組分作為SF6在PD(局部放電)下的特征分解組分,建立了PD識別的決策樹,取得了良好的識別效果。在此基礎上,進一步開展了SF6特征分解組分的紅外光譜和紫外光譜檢測研究,取得了一系列研究成果。