基于光聲光譜技術(shù)的多組分氣體檢測(cè)方法研究.pdf

1、油紙作為充油式電力變壓器的主要絕緣介質(zhì)，在變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于絕緣過(guò)熱和局部放電，會(huì)裂解產(chǎn)生部分溶解于油中的特征氣體。分析油中溶解氣體的成分和含量，能夠有效地判斷變壓器故障的類型、程度和發(fā)展趨勢(shì)，因此檢測(cè)變壓器油中溶解氣體的濃度對(duì)變壓器的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。目前的變壓器油中溶解氣體檢測(cè)裝置普遍存在兩個(gè)主要問(wèn)題，即傳感器的精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性不高以及多組分氣體間的交叉影響帶來(lái)檢測(cè)誤差。要解決這兩個(gè)問(wèn)題，需要選擇新型的氣體檢測(cè)技術(shù)

2、。 氣體光聲光譜技術(shù)是一種基于光聲效應(yīng)的微量氣體檢測(cè)技術(shù)，它具有高靈敏度、高選擇性、大動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍的優(yōu)點(diǎn)，在變壓器油中溶解多組分氣體檢測(cè)的應(yīng)用中有著廣闊的前景。結(jié)合目前氣體光聲光譜檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀并針對(duì)其中不足之處，論文從光聲光譜技術(shù)應(yīng)用于多組分氣體濃度的檢測(cè)入手，在闡述光聲信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上分析了光聲信號(hào)強(qiáng)度與CO、CO<,2>、CH<,4>、C<,2>H<,2>、C<,2>H<,6>、C<,2>H<,4>六種氣體濃度的關(guān)

3、系特性。根據(jù)氣體光聲光譜檢測(cè)的原理對(duì)光聲光譜試驗(yàn)平臺(tái)的組成分別進(jìn)行了說(shuō)明，然后根據(jù)試驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用于變壓器油中溶解多組分氣體檢測(cè)的具體要求提出了試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路。分析了其中最為關(guān)鍵的部分一光聲池的設(shè)計(jì)原理和參數(shù)設(shè)置，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了縱向共振光聲池。 在LabvIEW平臺(tái)中集成Simulink仿真模型構(gòu)建虛擬信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)作為光聲光譜試驗(yàn)平臺(tái)的組成部分，并且針對(duì)光聲信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中的強(qiáng)噪聲干擾，采用互相關(guān)分析和混沌檢測(cè)相結(jié)合的方法來(lái)提取微弱

4、信號(hào)。通過(guò)光聲信號(hào)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該虛擬系統(tǒng)對(duì)于強(qiáng)噪聲下的微弱信號(hào)非常敏感且具有較高的檢測(cè)精度，能有效地抑制強(qiáng)噪聲并改善信噪比。 通過(guò)光聲光譜試驗(yàn)平臺(tái)上單一組分氣體和多組分氣體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，分析了多組分氣體間的吸收交叉影響，根據(jù)氣體交叉影響的修正思路在MATLLAB環(huán)境下建立了基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的修正模型，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)建模算法進(jìn)行改進(jìn)以提升網(wǎng)絡(luò)性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明了該方法能有效地修正氣體間的交叉影響；同時(shí)由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)特性