面向SF_(6)气体绝缘设备故障检测的光声CO气体传感器设计和优化

作     者：尹旭坤 董磊 武红鹏 刘丽娴 邵晓鹏 Yin Xu-Kun;Dong Lei;Wu Hong-Peng;Liu Li-Xian;Shao Xiao-Peng

作者机构：西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安710071 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安710071 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:62075119,61975254,61805187,61805132) 广东省基础与应用基础研究基金(批准号:2020A1515111012)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第17期

页      码：76-82页

摘      要：针对电力系统对六氟化硫电气绝缘设备中气体衍生物的在线高精度探测需要,提出了差分双通道结构的光声池作为光声探测模块,并使用中心波长为2.3μm的分布式反馈(distributed feedback laser,DFB)激光器作为激励光源,搭建了一款工作在高浓度六氟化硫背景气体中的一氧化碳气体传感器.通过光声共振理论模拟和设计,在纯六氟化硫气体中光声池的品质因子为84,相对于在氮气载气中的品质因子提高了约4倍.经实验验证,差分结构光声池的最大气体流速较单共振腔光声池提高了6倍,且具有较强的噪声免疫能力.在对传感器系统的共振频率、气流速度和工作压强等参数优化后,在1 s的积分时间下,获得一氧化碳气体的探测灵敏度为体积分数1.18×10^(-6),对应的归一化噪声等效浓度(1σ)为3.68×10^(-8) cm^(-1)·W·Hz^(-1/2).该传感器的灵敏度高,选择性好且噪声免疫能力强,可以为电力系统中潜在性绝缘故障诊断提供一种在线探测技术,具有重要的应用前景.

主 题 词：光声光谱 痕量气体传感器 电气设备绝缘诊断 

学科分类：0808[工学-自动化类] 080803[080803] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.70.20210532

馆 藏 号：203104849...