一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，屬于六氟化硫檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。所述系統(tǒng)包括高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵、信號(hào)處理模塊；高溫裂解爐進(jìn)氣口處裝有進(jìn)氣量傳感器；其中，高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵通過管道依次連接，SO2傳感器與信號(hào)處理模塊電連接，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器與信號(hào)處理模塊電連接。本發(fā)明所述系統(tǒng)產(chǎn)生的SO2濃度高，干擾氣少，且不需要使用催化劑，可操作性強(qiáng)，成本低，分析精度高，檢測(cè)下限低。
【專利說明】—種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，屬于六氟化硫檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]六氟化硫被用作變電站的斷路器(GIS)、變壓器、高頻電纜等設(shè)備中的絕緣氣，同時(shí)六氟化硫又會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，因此，六氟化硫的泄露分析檢測(cè)既是電力安全的需要，也是環(huán)境保護(hù)的需要。目前，熱裂解一電化學(xué)法是一個(gè)很好的分析六氟化硫的方法，此方法利用催化加高溫的辦法使六氟化硫裂解，再用電化學(xué)傳感器檢測(cè)裂解后的二氧化硫的濃度，而后計(jì)算出六氟化硫的濃度。采用該熱裂解一電化學(xué)法的分析儀器最突出的優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性。六氟化硫之所以被用作絕緣氣，是因?yàn)樗牧呀鉁囟群芨?，完全裂解溫度高達(dá)3600°C。因此，以往人們?cè)谑褂脽崃呀夥〞r(shí)，在無法實(shí)現(xiàn)3600°C高溫的情況下，不得不在較低溫條件下使用催化劑，使六氟化硫裂解。這種方案雖然實(shí)現(xiàn)了六氟化硫的裂解，但因使用了催化劑，分解產(chǎn)物很復(fù)雜，所需要的目標(biāo)檢測(cè)氣一二氧化硫含量較少，而干擾氣體卻很多，這就最終使得儀器的總體性能不夠好，檢測(cè)結(jié)果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種新的檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)中六氟化硫經(jīng)高溫后所產(chǎn)生的目標(biāo)氣體(即可檢測(cè)成分)-SO2濃度高，干擾氣成分少，且高溫裂解時(shí)不需要使用催化劑，可操作性強(qiáng)，成本低，系統(tǒng)具有分析精度高，檢測(cè)下限低和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0004]盡管六氟化硫的完全裂解溫度在3600°C，但是任何物質(zhì)都有一個(gè)起始裂解點(diǎn)，經(jīng)過大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)六氟化硫在較低溫度、即1000°c -1400°C條件下，并在無催化劑的情況下已經(jīng)開始部分裂解，生成物中含有二氧化硫，這些因六氟化硫部分裂解而產(chǎn)生的二氧化硫已能滿足檢測(cè)的要求，且在不同溫度條件下各個(gè)溫度點(diǎn)上裂解氣中二氧化硫的濃度不同。
[0005]基于以上原理，本發(fā)明提供一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵、信號(hào)處理模塊；高溫裂解爐進(jìn)氣口處裝有進(jìn)氣量傳感器；其中，高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵通過管道依次連接，SO2傳感器與信號(hào)處理模塊電連接，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器與信號(hào)處理模塊電連接；
[0006]所述系統(tǒng)工作流程如下:
[0007]( I)將混有六氟化硫的空氣通入到高溫裂解爐中，高溫裂解爐開始加熱，控制高溫裂解爐的升溫速率和工作溫度，當(dāng)高溫裂解爐的溫度達(dá)到工作溫度1000?1400°C時(shí)，并在所述高溫裂解爐中發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體從高溫裂解爐的出氣口輸出到高溫裂解爐和選擇性過濾器之間的管路中；同時(shí)，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器爐將進(jìn)氣量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊；
[0008](2)高溫裂解爐輸出的氣體在高溫裂解爐和選擇性過濾器之間的管路中進(jìn)行空氣冷卻后，進(jìn)入選擇性過濾器；
[0009](3)選擇性過濾器將高溫裂解爐輸出氣體中的結(jié)露水、灰塵及干擾物除去后，送入SO2傳感器；
[0010](4) SO2傳感器對(duì)選擇性過濾器輸出的氣體中的SO2成分進(jìn)行檢測(cè),輸出電流信號(hào)并送入信號(hào)處理模塊，同時(shí)檢測(cè)完的氣體由抽氣泵抽走；
[0011](5)信號(hào)處理模塊將接收到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大后，再結(jié)合步驟(I)高溫裂解爐的進(jìn)氣量得到六氟化硫的濃度；如果六氟化硫的濃度大于等于預(yù)設(shè)報(bào)警值，則報(bào)警；如果六氟化硫的濃度小于預(yù)設(shè)報(bào)警值，則不報(bào)警。
[0012]所述高溫裂解爐內(nèi)不使用催化劑。
[0013]所述步驟(I)通入高溫裂解爐中的氣體流量為5mL/min?500mL/min。
[0014]所述高溫裂解爐的升溫速率為50°C /min?70°C /min。
[0015]所述SO2傳感器的量程分別為Ippm?200ppm或0.1ppm?50ppm。
[0016]所述信號(hào)處理模塊中得到六氟化硫的濃度的方法為:首先通入三種不同濃度的六氟化硫作為標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，每種標(biāo)準(zhǔn)氣都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓信號(hào)，于是得到六氟化硫濃度和電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的三個(gè)點(diǎn)，將這三個(gè)點(diǎn)連接，得到由兩條線段組成的一條折線，所述兩條線段分別用關(guān)系式y(tǒng)zaj+bi和y=a2x+b2表示,其中y為六氟化硫的濃度，a” a2分別為對(duì)應(yīng)線段的斜率，X為信號(hào)處理模塊輸出的電壓信號(hào)，匕、b2分別為對(duì)應(yīng)線段的起點(diǎn)濃度；檢測(cè)時(shí)，先判斷電壓信號(hào)X落在哪條曲線上，再將X直接代入對(duì)應(yīng)的關(guān)系式就可得出六氟化硫的濃度值。
[0017]有益效果
[0018](I)本發(fā)明所述系統(tǒng)通入高溫裂解爐中的氣體流量為5mL/min?500mL/min,在此范圍內(nèi)，即可得到濃度相對(duì)較高的SO2，從而使SO2傳感器輸出信號(hào)強(qiáng)，其主要原因是使六氟化硫裂解所采用的技術(shù)是超高溫裂解技術(shù)，其中不使用催化劑。如果采用催化劑，好處是六氟化硫的裂解溫度下降了，但是，在催化劑的作用下，空氣中的一些成分也參與了反應(yīng)，其結(jié)果是，不僅干擾氣成分增加，而且我們所希望得到的目標(biāo)氣因參與了這些反應(yīng)而使其本身含量減少了，二者的共同作用，使后面檢測(cè)器所能檢測(cè)到的信號(hào)大大下降了，從而使整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)性能下降了。
[0019](2)本發(fā)明所述系統(tǒng)中高溫裂解爐的升溫速率控制為50°C /min?70°C /min,能夠保證裂解爐在溫度不斷升高的過程中，加熱溫度的穩(wěn)定性好，使六氟化硫的裂解速度較為穩(wěn)定，進(jìn)而使SO2傳感器檢測(cè)到較為穩(wěn)定的信號(hào)，有助于提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0020](3)本發(fā)明所述系統(tǒng)中SO2傳感器的量程為Ippm?200ppm或0.1ppm?50ppm,檢測(cè)下限低，使得六氟化硫在少量裂解的情況下產(chǎn)生的二氧化硫就能滿足SO2傳感器的檢測(cè)要求，進(jìn)而獲得六氟化硫的濃度。
[0021](4)由于本發(fā)明所述系統(tǒng)不需使用催化劑，不存在系統(tǒng)因催化劑的存在而影響使用壽命的問題，SO2傳感器在檢測(cè)過程中也因干擾氣少而更簡(jiǎn)單可靠，而且可檢測(cè)的SO2含量高，傳感器產(chǎn)生的信號(hào)大。
[0022](5)本發(fā)明所述系統(tǒng)具有可操作性強(qiáng)，成本低，分析精度高，分析下限低等一系列突出優(yōu)點(diǎn)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來詳述本發(fā)明，但不限于此。
[0025]實(shí)施例1
[0026]盡管六氟化硫的完全裂解溫度在3600°C，但是任何物質(zhì)都有一個(gè)起始裂解點(diǎn)，經(jīng)過大量的試驗(yàn)，六氟化硫在較低溫度，即1000°c -1400°c條件下，在無催化劑的情況下已經(jīng)開始部分裂解，生成物中含有二氧化硫，這些因六氟化硫部分裂解而產(chǎn)生的二氧化硫已能滿足檢測(cè)的要求，且在不同溫度條件下各個(gè)溫度點(diǎn)上裂解氣中二氧化硫的濃度不同。
[0027]基于以上原理，本發(fā)明提供一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵、信號(hào)處理模塊；高溫裂解爐進(jìn)氣口處裝有進(jìn)氣量傳感器；其中，高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵通過管道依次連接，SO2傳感器與信號(hào)處理模塊電連接，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器與信號(hào)處理模塊電連接；
[0028]所述系統(tǒng)工作流程如下:
[0029]( I)將混有六氟化硫的空氣通入到高溫裂解爐中，高溫裂解爐開始加熱，控制高溫裂解爐的升溫速率和工作溫度，當(dāng)高溫裂解爐的溫度達(dá)到工作溫度1000?1400°C時(shí)，并在所述高溫裂解爐中發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體從高溫裂解爐的出氣口輸出到高溫裂解爐和選擇性過濾器之間的管路中；同時(shí)，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器爐將進(jìn)氣量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊；
[0030](2)高溫裂解爐輸出的氣體在高溫裂解爐和選擇性過濾器之間的管路中進(jìn)行空氣冷卻后，進(jìn)入選擇性過濾器；
[0031](3)選擇性過濾器將高溫裂解爐輸出氣體中的結(jié)露水、灰塵及干擾物除去后，送入SO2傳感器；
[0032](4) SO2傳感器對(duì)選擇性過濾器輸出的氣體中的SO2成分進(jìn)行檢測(cè),輸出電流信號(hào)并送入信號(hào)處理模塊，同時(shí)檢測(cè)完的氣體由抽氣泵抽走；
[0033](5)信號(hào)處理模塊將接收到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大后，再結(jié)合步驟(I)高溫裂解爐的進(jìn)氣量得到六氟化硫的濃度；如果六氟化硫的濃度大于等于預(yù)設(shè)報(bào)警值，則報(bào)警；如果六氟化硫的濃度小于預(yù)設(shè)報(bào)警值，則不報(bào)警。
[0034]所述高溫裂解爐內(nèi)不使用催化劑。
[0035]所述步驟(I)通入高溫裂解爐中的氣體流量為5mL/min?500mL/min ；
[0036]所述高溫裂解爐的升溫速率為50°C /min?70°C /min ；
[0037]所述SO2傳感器的量程分別為Ippm?200ppm或0.1ppm?50ppm ；
[0038]所述信號(hào)處理模塊中得到六氟化硫的濃度的方法為:首先通入三種不同濃度的六氟化硫作為標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，每種標(biāo)準(zhǔn)氣都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓信號(hào)，于是得到六氟化硫濃度和電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的三個(gè)點(diǎn)，將這三個(gè)點(diǎn)連接，得到由兩條線段組成的一條折線，所述兩條線段分別用關(guān)系式y(tǒng)zaj+bi和y=a2x+b2表示,其中y為六氟化硫的濃度，a” a2分別為對(duì)應(yīng)線段的斜率，X為信號(hào)處理模塊輸出的電壓信號(hào)，匕、b2分別為對(duì)應(yīng)線段的起點(diǎn)濃度；檢測(cè)時(shí)，先判斷電壓信號(hào)X落在哪條曲線上，再將X直接代入對(duì)應(yīng)的關(guān)系式就可得出六氟化硫的濃度值。
[0039]本發(fā)明包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本發(fā)明精神的原則之下進(jìn)行的任何等同替換或局部改進(jìn)，都將視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵、信號(hào)處理模塊；高溫裂解爐進(jìn)氣口處裝有進(jìn)氣量傳感器；其中，高溫裂解爐、選擇性過濾器、SO2傳感器、抽氣泵通過管道依次連接，SO2傳感器與信號(hào)處理模塊電連接，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器與信號(hào)處理模塊電連接； 所述系統(tǒng)工作流程如下: (1)將混有六氟化硫的空氣通入到高溫裂解爐中，高溫裂解爐開始加熱，控制高溫裂解爐的升溫速率和工作溫度，當(dāng)高溫裂解爐的溫度達(dá)到工作溫度1000~1400°C時(shí)，并在所述高溫裂解爐中發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體從高溫裂解爐的出氣口輸出到高溫裂解爐和選擇性過濾器之間的管路中；同時(shí)，高溫裂解爐中的進(jìn)氣量傳感器爐將進(jìn)氣量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊； (2)高溫裂解爐輸出的氣體在高溫裂解爐和選擇性過濾器之間的管路中進(jìn)行空氣冷卻后，進(jìn)入選擇性過濾器； (3)選擇性過濾器將高溫裂解爐輸出氣體中的結(jié)露水、灰塵及干擾物除去后，送入SO2傳感器； (4)SO2傳感器對(duì)選擇性過濾器輸出的氣體中的SO2成分進(jìn)行檢測(cè)，輸出電流信號(hào)并送入信號(hào)處理模塊，同時(shí)檢測(cè)完的氣體由抽氣泵抽走； (5)信號(hào)處理模塊將接收到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大后，再結(jié)合步驟(1)高溫裂解爐的進(jìn)氣量得到六氟化硫的濃度；如果六氟化硫的濃度大于等于預(yù)設(shè)報(bào)警值，則報(bào)警；如果六氟化硫的濃度小于預(yù)設(shè)報(bào)警值，則不報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述步驟(1)通入高溫裂解爐中的氣體流量為 5mL/min~500mL/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫裂解爐的升溫速率為50°C /min~70°C /min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫裂解爐內(nèi)不使用催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述SO2傳感器的量程為 Ippm ~200ppm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述SO2傳感器的量程為 0.1ppm ~50ppm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)六氟化硫的系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)處理模塊中得到六氟化硫的濃度的方法為:首先通入三種不同濃度的六氟化硫作為標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，每種標(biāo)準(zhǔn)氣都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓信號(hào)，于是得到六氟化硫濃度和電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的三個(gè)點(diǎn)，將這三個(gè)點(diǎn)連接，得到由兩條線段組成的一條折線，所述兩條線段分別用關(guān)系式y(tǒng)=a1x+b1和y=a2x+b2表示,其中y為六氟化硫的濃度，B1^a2分別為對(duì)應(yīng)線段的斜率，x為信號(hào)處理模塊輸出的電壓信號(hào)，b1、b2分別為對(duì)應(yīng)線段的起點(diǎn)濃度；檢測(cè)時(shí)，先判斷電壓信號(hào)X落在哪條曲線上，再將X直接代入對(duì)應(yīng)的關(guān)系式就可得出六氟化硫的濃度值。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK103675206SQ201310615957
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】楊震夏, 高文卓, 王國(guó)慶, 杜海波, 周鈞, 王祥濱, 苗英俊 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所