痕量六氟化硫气体检测装置的研究

作     者：吴路光 

作者单位：东北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐元哲

授予年度：2015年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：SF6 光声光谱 激光检测 气体检测 

摘      要：SF6气体是一种绝缘能力很强的，无味无色的惰性气体。SF6气体的稳定性很强，不易参与化学循环，致使排放到环境中的SF6气体生命周期很长，造成长期的环境危害。SF6气体的温室效应极强，会严重影响气候的变化;在高压电弧产生时可以发生分解反应产生有毒或剧毒气体，危害人类健康。随着电子行业、电力系统和制造业的快速发展，SF6气体的泄漏和排放的总量越来越大，其温室效应越来越明显。对SF6气体浓度进行精确地检测是控制其排放的先决条件，这需要一种灵敏度高，操作方便和成本较低的检测方法。 针对当前这种状况，本文介绍了研究的背景及意义，分析了声音信号产生的机理和其影响参数，介绍了光声光谱检测系统的基本组成部分，并设计了SF6气体浓度的检测装置。设计中采用能量高、单色性和方向性好的激光光源，并利用扩束镜对激光束进行扩束，使激光束在光声腔内发生多次反射，这大大增加了被测气体与激光的接触和吸收，使光声信号的幅值提高，并且选用高灵敏度的传声器，从而提升了检测的灵敏度。通过实验并分析数据，得到光声信号的幅值与被测气体浓度呈正比例关系，且检测精度和稳定性满足设计要求。该检测系统能准确、可靠地、高灵敏度地检测痕量SF6气体的含量，为进一步检测更低浓度的气体提供了一个思路。