一種用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體傳感器、傳感系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體傳感器、傳感系統(tǒng)，特別 是涉及一種基于非分光紅外（NDIR)原理、混合氣體檢測技術(shù)、單光源復(fù)用檢測結(jié)構(gòu)的氣體 傳感器、傳感系統(tǒng)，屬于紅外氣體傳感器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 六氟化硫氣體是人造合成的惰性氣體，在常溫常壓下為無色、無味、無毒、無腐蝕 性的氣體，具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，在電氣設(shè)備的絕緣或滅弧中起著 重要作用。
[0003] 在電氣設(shè)備中，六氟化硫氣體會被電弧分解為等離子態(tài)的氟和硫，并在極短的時 間內(nèi)迅速復(fù)合還原為六氟化硫氣體，此過程中只產(chǎn)生極少量的低氟化物。當電氣設(shè)備發(fā)生 故障時，通常在固體絕緣物表面發(fā)生沿面閃絡(luò)或在強電場處擊穿氣體從而與設(shè)備外殼間形 成接地短路，此時的六氟化硫氣體將與故障點處的絕緣介質(zhì)或金屬產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)， 生成大量氟化氫、二氧化硫等分解產(chǎn)物并伴隨粉塵，這些分解產(chǎn)物不僅會造成設(shè)備內(nèi)部絕 緣介質(zhì)的性能劣化、金屬腐蝕，而且會對其它電器設(shè)備的運行和區(qū)域工作人員的安全帶來 嚴重隱患。因此，對于六氟化硫電氣設(shè)備的泄漏檢測顯得尤為重要。
[0004] 現(xiàn)階段，用于六氟化硫電氣設(shè)備泄漏檢測的技術(shù)主要包括氣相色譜法、離子交換 色譜法、紅外光譜吸收法等，其中基于紅外光譜吸收法的NDIR型氣體傳感器具有良好的前 景，其原理是基于紅外線是一種電磁波，當一定頻率的紅外線照射分子時，如果分子中某個 基團的振動頻率和紅外線的輻射頻率一致，這個基團就會吸收該頻率的紅外線，產(chǎn)生振動 躍迀或者轉(zhuǎn)動躍迀。即當紅外線通過待測氣體時，這些待測氣體分子對特定波長的紅外線 有吸收作用，其吸收關(guān)系服從朗伯-比爾吸收定律=I。?e(M)，其中I為接收光強度， I。為入射光強度，K為摩爾吸光系數(shù)，c為待測氣體濃度，1為光程，則待測氣體的濃度表達
[0005] 目前，雖已有基于NDIR原理的六氟化硫氣體傳感器，但受限于只能檢測單一氣體 成分六氟化硫，無法及時檢測六氟化硫電氣設(shè)備故障時產(chǎn)生的有害雜質(zhì)氟化氫和二氧化 硫，從而不能完全適用于六氟化硫電氣設(shè)備的泄漏檢測。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體 傳感器、傳感系統(tǒng)，不僅可用于對六氟化硫氣體的檢測，還可以對電氣設(shè)備故障時產(chǎn)生的有 害雜質(zhì)氟化氫氣體和二氧化硫氣體進行檢測。
[0007] 本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體傳感器，包括帶有透氣孔的氣室，以及設(shè) 置于氣室內(nèi)的寬帶紅外光源、第一~第二分束鏡、反光鏡、接第一~第三雙通道紅外探測 器，所述寬帶紅外光源、第一~第二分束鏡、反光鏡位于同一光學(xué)平面上，第一分束鏡的中 心與第一雙通道紅外探測器的中心位于同一鉛垂線上，第二分束鏡的中心與第二雙通道紅 外探測器的中心位于同一鉛垂線上，反光的中心與第三雙通道紅外探測器的中心位于同一 鉛垂線上，且第一~第二分束鏡、反光鏡均與寬帶紅外光源發(fā)射紅外光的方向呈45度；
[0009] 所述寬帶紅外光源發(fā)射的紅外光依次經(jīng)第一分束鏡、第二分束鏡和反光鏡，紅外 光經(jīng)第一分束鏡分為第一透射光和第一反射光，第一反射光被第一雙通道紅外探測器接 收；第一透射光經(jīng)第二分束鏡分為第二透射光和第二反射光，第二反射光被第二雙通道紅 外探測器接收；第二透射光經(jīng)反光鏡反射后被第三雙通道紅外探測器接收。
[0010] 進一步的，該傳感器還包括防水透氣膜，所述防水透氣膜覆蓋在透氣孔上。
[0011] 優(yōu)選的，所述氣室的內(nèi)壁為鍍金反射膜。
[0012] 優(yōu)選的，所述氣室固定有寬帶紅外光源的一側(cè)為弧形，且寬帶紅外光源固定于弧 形的焦點處。
[0013] -種用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體傳感系統(tǒng)，包括如上所述用于電氣設(shè)備泄 漏檢測的紅外氣體傳感器，還包括光源驅(qū)動模塊、信號處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微控制器、 信息輸出模塊，所述光源驅(qū)動模塊的輸出端與寬帶紅外光源連接，所述信號處理模塊的輸 入端分別連接第一~第三雙通道紅外探測器的輸出端，信號處理模塊的輸出端依次經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換模塊、微控制器后連接信息輸出模塊，微控制器還與光源驅(qū)動模塊的輸入端連接。
[0014] 本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0015] 1、本實用新型用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體傳感器、傳感系統(tǒng)，克服現(xiàn)有 NDIR型六氟化硫氣體傳感器檢測成分的單一性，通過一種新型單光源復(fù)用檢測結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對 六氟化硫氣體及六氟化硫電氣設(shè)備故障時產(chǎn)生的有害雜質(zhì)氟化氫氣體和二氧化硫氣體的 同時檢測，從而能夠?qū)α螂姎庠O(shè)備的泄漏檢測更加及時與準確。
[0016] 2、本實用新型用于電氣設(shè)備泄漏檢測的紅外氣體傳感器、傳感系統(tǒng)，克服多個雙 通道紅外探測器在氣室中占據(jù)體積大的缺點，通過加入分束鏡和反光鏡實現(xiàn)小型化，且聚 光度和靈敏度得到提升。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型紅外氣體傳感器的正視剖面示意圖。
[0018] 圖2是本實用新型紅外氣體傳感器的俯視剖面示意圖。
[0019] 圖3是本實用新型傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 其中：1為外殼，2為寬帶紅外光源，3為防水透氣膜，4為透氣孔，5為氣室，6為第 一分束鏡，7為第二分束鏡，8為反光鏡，9為第一雙通道紅外探測器，10為第二雙通道紅外 探測器，11為第三雙通道紅外探測器，12為弧形聚光結(jié)構(gòu)，13為鍍金反射膜，14為光源驅(qū)動 模塊，15為信號處理模塊，16為A/D轉(zhuǎn)換模塊，17為微控制器，18為信息輸出模塊。
【具體實施方式】
[0021] 下面詳細描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中 自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通 過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本