ДЕТЕКТИРОВАНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АЦЕТИЛЕНА В ГАЗАХ, ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ИЗ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА, С ПОМОЩЬЮ ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОГО СПЕКТРОМЕТРА НА БАЗЕ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ЛАЗЕРА
W. Zhiying1,2, Z. Liang1, H. Xin2, Y. Qingxu1
1School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian, 116023, PR China
eliteceo@263.net
2Information Engineering Department, Environmental Management College of China, Qinhuangdao, 066004, PR China
eliteceo@263.net
Ключевые слова: фотоакустическая спектроскопия, ацетилен, вторая гармоника, электрический пробой в трансформаторном масле, перестраиваемый лазер
Страницы: 121-128
Подраздел: СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Аннотация
Выделение ацетилена из трансформаторного масла является важным признаком ранних стадий электрического пробоя в цепях трансформаторов. Для обнаружения следов этого газа с успехом может быть применён фотоакустический (ФА) спектрометр на базе перестраиваемого волоконного лазера с детектированием сигнала поглощения на второй гармонике частоты модуляции, так как он обладает быстрой реакцией и хорошей помехоустойчивостью. Проводились ФА-измерения сигнала поглощения ацетилена на второй гармонике частотной модуляции на переходе с длиной волны 1530,3709 нм. Точность измерения концентрации ацетилена в газах, выделяющихся из трансформаторного масла, была достигнута путём анализа независимых компонент в переопределённом базисе на основе модели слепого разделения сигналов с пятью спектральными компонентами, что позволило улучшить предел обнаружения с 1,12 до 0,71 ppb (объёмные единицы). Экспериментально показано, что скорость выделения ацетилена из-за электрического пробоя в масле может достигать 303,72 ppb/с (динамическое время реакции менее 10 с, относительная погрешность около 1,40 %, коэффициент корреляции с линейной зависимостью 0,99946). При комнатной температуре и атмосферном давлении этот метод детектирования ацетилена может быть использован для раннего и сверхраннего обнаружения повреждений трансформатора вследствие электрического пробоя.
|
