基于共振光聲光譜的變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測原理及方法.pdf

1、油中溶解氣體是表征運行電力變壓器早期潛伏性故障的重要特征量之一，油中溶解氣體的在線監(jiān)測技術在變壓器運行狀態(tài)的在線評估及剩余壽命的預測領域具有良好的應用前景。光聲氣體檢測技術作為一種光學檢測技術，它自身不需要消耗及分離氣體，且在靈敏度、選擇性、動態(tài)檢測范圍等方面顯示了獨特的優(yōu)點，其在變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測技術領域具有巨大的應用潛力。論文從氣體紅外吸收特性分析、光聲光譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的構建及微弱信號檢測三方面著手，系統(tǒng)地研究了油中溶解氣體

2、光聲光譜在線監(jiān)測的原理與方法。
　　深入剖析氣體光聲效應的產(chǎn)生機理，即熱的產(chǎn)生與聲的激發(fā)，研究標準圓柱形光聲池中聲場的分布特點及其振幅的大小，在分析實際光聲池中聲能損耗的基礎上，得出計及聲能損耗的波動方程與光聲信號的振幅幅值，為氣體光聲檢測系統(tǒng)的組建，特別是光聲池的優(yōu)化設計奠定理論基礎。
　　氣體的紅外吸收特性是利用紅外光學技術分析氣體的理論依據(jù)，提出了氣體紅外吸收特性的逐線積分模型，結合HITRAN2004數(shù)據(jù)庫提供的氣體

3、譜線參數(shù)，給出在任意溫度、任意壓強及濃度下，氣體在指定波長處的吸收系數(shù)；并以CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO和CO2的特定吸收譜線為研究對象，分析了峰值吸收系數(shù)及譜線線型受壓強和溫度的影響。
　　在詳細剖析非共振、赫姆霍茲共振及空腔共振光聲池的工作原理及特點的基礎上，通過分析光聲池諧振腔的幾何參數(shù)與其特性參數(shù)－共振頻率、品質因數(shù)與池常數(shù)的關系曲線，設計出能夠滿足油中溶解氣體在線監(jiān)測實際需求的一階縱向共振光聲池；同時，通過

4、分析非相干與相干紅外光源應用于氣體光聲檢測系統(tǒng)的優(yōu)缺點，并通過對CH4和C2H2氣體的近紅外光譜的理論分析，建立了基于分布反饋半導體激光器陣列光源的油中溶解氣體光聲光譜在線監(jiān)測系統(tǒng)；提出一種基于最小二乘回歸的氣體光聲定量分析方法，實驗分析表明，該方法對于選擇性優(yōu)良的光聲光譜系統(tǒng)的氣體光聲定量是有效的。
　　針對目前在微弱信號檢測中廣泛應用的互相關方法的信噪比門限較高的不足，提出基于互相關和李雅普諾夫指數(shù)的微弱信號混沌檢測方法，仿真