本發(fā)明涉及一種氣相色譜檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)技術(shù)類，尤指一種用于高電壓等級(jí)充油電氣設(shè)備絕緣油中溶解氣體分析的氣體分離檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的設(shè)備，因此對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。以變壓器油中溶解的特征氣體作為變壓器故障監(jiān)測(cè)的對(duì)象，結(jié)合色譜檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)和分析氣體含量的變化，從而判斷充油電力設(shè)備內(nèi)部是否存在故障及故障性質(zhì)，已經(jīng)被實(shí)踐證明是行之有效的手段之一。從變壓器油中分離出來(lái)的是包含有H₂、CO、CO₂、N₂、O₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆等的混合氣體，其中診斷變壓器故障需要檢測(cè)的主要是：H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆。變壓器色譜技術(shù)中氣體的定量檢測(cè)常采用熱導(dǎo)池檢測(cè)器(TCD)和氫火焰檢測(cè)器(FID)，雖然這兩種檢測(cè)器的技術(shù)都比較成熟，適合在實(shí)驗(yàn)室條件下適用，存在體積大、成本高、靈敏度低(TCD)、輔助氣路復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的需求是十分必要的。尤其用FID進(jìn)行檢測(cè)需要點(diǎn)燃被測(cè)氣體，是一種破壞性氣體檢測(cè)方法，不利于檢測(cè)氣體的回收利用，且因有明火，不適用于變電站現(xiàn)場(chǎng)。

我國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種在線絕緣油中氣體分析色譜儀及色譜檢測(cè)方法(專利申請(qǐng)?zhí)枺?01010611860.0)，其中氣體分析色譜儀包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)置進(jìn)樣機(jī)構(gòu)，樣氣分離機(jī)構(gòu)和樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)，進(jìn)樣機(jī)構(gòu)、樣氣分離機(jī)構(gòu)和樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)之間依次通過(guò)氣路管道相連，進(jìn)樣機(jī)構(gòu)向樣氣分離機(jī)構(gòu)中充入定量的絕緣油中氣體，所述樣氣分離機(jī)構(gòu)包括兩根色譜柱和加熱鋁錠，兩根色譜柱繞成螺旋狀，盤(pán)在加熱鋁錠上，兩根色譜柱之間首尾串行連接，一根色譜柱用于將H₂、CO、O₂、CH₄氣體組與C₂H₄、C₂H₂和C₂H₆分離開(kāi)，另一根色譜柱用于進(jìn)一步將H₂、CO、O₂、CH₄氣體組中的各氣體分離開(kāi)；樣氣分離機(jī)構(gòu)將絕緣油中H₂、CO、O₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₂和C₂H₆分離開(kāi)，并按順序進(jìn)入樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)，由該樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)依次檢測(cè)7種氣體的含量；所述樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括鋯管、加熱偶、石英管和電阻絲，鋯管和熱電偶設(shè)置在石英管內(nèi)，樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)的進(jìn)樣口與鋯管相連，用于向鋯管內(nèi)通入樣氣；電阻絲纏繞在石英管上用于對(duì)其中的鋯管加熱，加熱偶與鋯管底部相對(duì)設(shè)置，用于檢測(cè)鋯管的溫度，并由電阻絲控制鋯管的溫度始終在工作溫度；石英管外還設(shè)置有保溫棉。

上述氣體分析色譜儀雖在一定程度上解決了現(xiàn)有難題，但仍存在一定的問(wèn)題，比如，兩根色譜柱之間首尾串行連接，氣體依次經(jīng)流兩根色譜柱進(jìn)行分離，若色譜柱較短則分離效果不佳，若色譜柱較長(zhǎng)則檢測(cè)結(jié)果較長(zhǎng)，且依據(jù)色譜柱中的填料并不能有效的對(duì)目標(biāo)氣體進(jìn)行分離，分離檢測(cè)效果有限；樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)在樣氣分離機(jī)構(gòu)外，還要另設(shè)加熱及保溫措施；進(jìn)樣方式也比較復(fù)雜，不適用于常規(guī)進(jìn)樣裝置及模式，總體裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，另外以金屬氧化物為基質(zhì)的可燃?xì)怏w傳感器為主體的檢測(cè)系統(tǒng)，有著長(zhǎng)期穩(wěn)定性差、易中毒失效的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種裝置簡(jiǎn)單，體積小，分離效果好，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好的絕緣油中氣體分離檢測(cè)裝置。

本發(fā)明的絕緣油中氣體分離檢測(cè)裝置，包括箱體，內(nèi)置加熱爐、樣氣分離機(jī)構(gòu)與樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)，樣氣分離機(jī)構(gòu)與樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)氣管相連，樣氣分離機(jī)構(gòu)包括一個(gè)三通分流器及兩根色譜柱-色譜柱一與色譜柱二，三通分流器一端與進(jìn)樣的氣管相連，另外兩個(gè)端口分別與色譜柱一與色譜柱二相連，兩根色譜柱繞成螺旋狀，盤(pán)在加熱爐上；樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)容置于加熱爐內(nèi)，樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括兩組檢測(cè)組件，一組檢測(cè)組件對(duì)接一根色譜柱；箱體內(nèi)還設(shè)有保溫棉。

本發(fā)明可用于在線檢測(cè)或離線檢測(cè)系統(tǒng)中，優(yōu)先應(yīng)用于絕緣油中溶解氣體組分的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明采用雙流路分離系統(tǒng)，針對(duì)變壓器油中溶解的目標(biāo)氣體組份分別進(jìn)行分離檢測(cè)，同時(shí)工作但又互不干擾，節(jié)省了進(jìn)樣時(shí)間與出峰時(shí)間，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。本氣體分離檢測(cè)裝置輸入端直接與進(jìn)樣單元對(duì)接，常規(guī)氣相色譜進(jìn)樣系統(tǒng)即可；輸出端與用于放大電信號(hào)的信號(hào)處理器連接后，直接與電腦系統(tǒng)的工作站對(duì)接即可，裝置獨(dú)立，使用方便。

樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)容置于加熱爐內(nèi)，極大的節(jié)省了裝置的空間；箱體內(nèi)由加熱爐加熱，保溫棉填充進(jìn)箱體空白處，色譜柱、樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)保溫情況下工作，裝置簡(jiǎn)單。

進(jìn)一步的，樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)中檢測(cè)組件包括進(jìn)氣通道、出氣通道及至少一條的檢測(cè)通道，進(jìn)氣通道、出氣通道分別與檢測(cè)通道之間開(kāi)設(shè)有供氣流流通的氣孔通道一，進(jìn)氣通道與色譜柱通過(guò)氣管相連，樣氣從色譜柱內(nèi)流出進(jìn)入進(jìn)氣通道，再流入檢測(cè)通道，最后從出氣通道流出；檢測(cè)通道內(nèi)裝有檢測(cè)元件，檢測(cè)元件的上端為感應(yīng)區(qū)，朝向進(jìn)氣通道，下端連有供電線及信號(hào)輸出線，朝向檢測(cè)組件外部。這樣設(shè)計(jì)，保證樣氣從色譜柱內(nèi)流出后能通過(guò)檢測(cè)元件檢測(cè)，而不會(huì)繞過(guò)檢測(cè)通道就流入出氣通道，確保了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)呈塊狀，兩組檢測(cè)組件平行設(shè)于樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)，采用微機(jī)械加工，在樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)開(kāi)設(shè)對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣通道()、出氣通道及檢測(cè)通道。樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用微機(jī)械加工，將檢測(cè)組件集成設(shè)置于樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)，使樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)總體積小，同時(shí)死體積小，組分峰形尖銳，響應(yīng)靈敏度高，克服了傳統(tǒng)檢測(cè)單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大、峰形擴(kuò)散大，峰形較胖的缺點(diǎn)。

進(jìn)一步的，檢測(cè)元件是采用MEMS技術(shù)的氣體固態(tài)微池檢測(cè)器。該檢測(cè)器體積小，效率高，持久穩(wěn)定性好，對(duì)各氣體組分均有響應(yīng)，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的以金屬氧化物為基質(zhì)的可燃?xì)怏w傳感器(如TGS813代表的)為主體的檢測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性差、易中毒失效的缺點(diǎn)。

進(jìn)一步的，檢測(cè)組件的檢測(cè)通道為兩條，每條檢測(cè)通道內(nèi)螺接一支檢測(cè)元件，兩條檢測(cè)通道之間開(kāi)設(shè)有供氣流流通的氣孔通道二，其中一條檢測(cè)通道與進(jìn)氣通道相通，另一條檢測(cè)通道與出氣通道相通。樣氣可二次檢測(cè)，提高檢測(cè)結(jié)果的精確度。兩條檢測(cè)通道之間開(kāi)設(shè)有供氣流流通的氣孔通道二，進(jìn)一步確保了樣氣從色譜柱內(nèi)流出后能通過(guò)檢測(cè)元件檢測(cè)，而不會(huì)繞過(guò)檢測(cè)通道就流入出氣通道。

進(jìn)一步的，兩條檢測(cè)通道內(nèi)的兩支檢測(cè)元件，其中一支檢測(cè)元件的敏感感應(yīng)區(qū)外層涂有隔離層。其中一支檢測(cè)元件隔離敏感感應(yīng)區(qū)，樣氣不經(jīng)過(guò)感應(yīng)區(qū)，該檢測(cè)元件僅用作修正環(huán)境、溫度變化對(duì)檢測(cè)過(guò)程所產(chǎn)生的偏差，進(jìn)一步提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，加熱爐的主體為金屬的空心圓柱體，下端封有底板，底板底面設(shè)有柱狀安裝腳座，通過(guò)安裝腳座將加熱爐固定在箱體底部；加熱爐上設(shè)有用于放置加熱電熱管的空腔，底板上還開(kāi)設(shè)有底洞，供氣管及線路穿過(guò)。采用金屬制圓柱體，傳熱性能好，優(yōu)選為鋁制，密度小導(dǎo)熱率高；通過(guò)柱狀安裝腳座，墊高加熱爐主體，方便氣管及線路從底板下方穿過(guò)；電熱管通電放熱，通過(guò)鋁制的加熱爐主體傳熱，最終達(dá)到保溫檢測(cè)的效果。

進(jìn)一步的，箱體側(cè)面開(kāi)設(shè)有若干門(mén)洞，供氣管及線路穿過(guò)，箱體下方設(shè)有“幾”形墊座。箱體墊放在墊座上，易于取放。

進(jìn)一步的，色譜柱一主要用于分離碳1、碳2的烴類組份，填料選用高分子多孔聚合物，由苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯交聯(lián)共聚合成的單體為固定相；色譜柱二主要用于分離氫氣、一氧化碳等永久氣體，填料采用碳素材料做為擔(dān)體。

本裝置中色譜柱對(duì)氣體組分的分離度高，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中氫氣、一氧化碳和甲烷分離較差，并且受到絕緣油中溶解氧氣組分的干擾，氫氣與一氧化碳定量不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。兩根色譜柱填料不同，分離效果不同，出峰時(shí)間不同，有選擇性的出峰，使兩組檢測(cè)組件的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)獨(dú)立，互相干擾性小，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。尤其是氫氣，最先出峰，相同檢測(cè)條件下，其出峰值最高，其它氣體相比響應(yīng)值較低，若側(cè)重讓氫氣完整出峰，則碳1、碳2的烴類組份及CO、CO₂的出峰效果可能會(huì)有重疊，分離效果不佳，要使各組件均能達(dá)到較好的出峰效果，則需平衡檢測(cè)條件，但實(shí)際情況較難選擇檢測(cè)條件，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果誤差較大。

該氣體分離檢測(cè)裝置用于分離檢測(cè)CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆、H₂、CO這7種氣體。色譜柱一用于分離CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆；色譜柱二用于分離H₂、CO；或色譜柱一用于分離CO₂、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆；色譜柱二用于分離H₂、CO、CH₄；或色譜柱一用于分離CH₄、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆；色譜柱二用于分離H₂、CO、CO₂。

本發(fā)明針對(duì)這7樣氣體進(jìn)行檢測(cè)，樣氣成分為H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₂和C₂H₆，選用不同的填料，分離檢測(cè)的樣氣不同，在工作站中設(shè)置不同的出峰條件，選擇性地出峰，使各組分樣氣的出峰響應(yīng)值均能相對(duì)達(dá)到最大化，從而提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

本氣體分離檢測(cè)裝置在工作中所用載氣為潔凈空氣?？諝獾氖褂眠^(guò)程安全，簡(jiǎn)單易得，可使用潔凈空氣發(fā)生系統(tǒng)，可避免頻繁更換載氣鋼瓶的麻煩。

總體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所提供的一種絕緣油中氣體分離檢測(cè)裝置，是針對(duì)絕緣油中溶解氣體組分監(jiān)測(cè)設(shè)備制造需求而專門(mén)開(kāi)發(fā)的核心部件，采用進(jìn)口微硅加工結(jié)合精密機(jī)械加工技術(shù)集成的高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命氣體固態(tài)微池檢測(cè)器，能完成對(duì)絕緣油中氫氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、乙烯、乙炔、甲烷等組分的定性、定量檢測(cè)。

本發(fā)明的一種絕緣油中氣體分離檢測(cè)裝置，與現(xiàn)有設(shè)備相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1、本發(fā)明采用雙流路分離系統(tǒng)，針對(duì)變壓器油中溶解的目標(biāo)氣體組份分別進(jìn)行分離檢測(cè)，同時(shí)工作但又互不干擾，節(jié)省了進(jìn)樣時(shí)間與出峰時(shí)間，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。

2、本氣體分離檢測(cè)裝置輸入端直接與進(jìn)樣單元對(duì)接，常規(guī)氣相色譜進(jìn)樣系統(tǒng)即可；輸出端與用于放大電信號(hào)的信號(hào)處理器連接后，直接與電腦系統(tǒng)的工作站對(duì)接即可，裝置獨(dú)立，使用方便。

3、本氣體分離檢測(cè)裝置中樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用微機(jī)械加工，將檢測(cè)組件集成設(shè)置于樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)，使樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)總體積較小，同時(shí)死體積小，從而組分峰形尖銳，響應(yīng)靈敏度高，克服了傳統(tǒng)檢測(cè)單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大、峰形擴(kuò)散大，峰形較胖的缺點(diǎn)。

4、本氣體分離檢測(cè)裝置中檢測(cè)元件是采用MEMS技術(shù)的氣體固態(tài)微池檢測(cè)器，體積小，效率高，持久穩(wěn)定性好，對(duì)各氣體組分均有響應(yīng)，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的以金屬氧化物為基質(zhì)的可燃?xì)怏w傳感器為主體的檢測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性差、易中毒失效的缺點(diǎn)。

5、本氣體分離檢測(cè)裝置中，采用兩根并列的色譜柱用于分離目標(biāo)氣體，兩根色譜柱填料不同，分離效果不同，出峰時(shí)間不同，在工作站中設(shè)置不同的出峰條件，有選擇性的出峰，使兩組檢測(cè)組件的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)獨(dú)立，互相干擾性小，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。本裝置中色譜柱對(duì)氣體組分的分離度高，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中氫氣、一氧化碳和甲烷分離較差，并且受到絕緣油中溶解氧氣組分的干擾，氫氣與一氧化碳定量不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明裝置的總示意圖。

圖2是本發(fā)明裝置的氣路流向示意圖。

圖3是本發(fā)明裝置去除箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明裝置去除箱體的另一角度內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明裝置去除箱體及加熱爐后的仰視示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例一中樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例一中樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)的另一角度結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例一中檢測(cè)組件的透視示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例一中色譜柱一分離檢測(cè)圖譜。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例一中色譜柱二分離檢測(cè)圖譜。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖1至10對(duì)本發(fā)明提供的醫(yī)用配件的錯(cuò)位出料裝置作具體闡述。

實(shí)施例一

如圖1-4所示，本實(shí)施例提供的一種絕緣油中氣體分離檢測(cè)裝置，包括箱體1，內(nèi)置加熱爐2、樣氣分離機(jī)構(gòu)3與樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4，樣氣分離機(jī)構(gòu)3與樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4之間通過(guò)氣管5相連，樣氣分離機(jī)構(gòu)3包括一個(gè)三通分流器33及兩根色譜柱-色譜柱一31與色譜柱二32，三通分流器33一端與氣管5相連，另外兩個(gè)端口分別與色譜柱一31與色譜柱二32相連，兩根色譜柱繞成螺旋狀，上下并聯(lián)盤(pán)在加熱爐2外壁；樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4容置于加熱爐2內(nèi)，樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4包括兩組檢測(cè)組件40，一組檢測(cè)組件對(duì)接一根色譜柱，檢測(cè)組件40的輸入端與色譜柱相連，將氣體信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，檢測(cè)組件的輸出端與信號(hào)處理器相連；箱體1內(nèi)還設(shè)有保溫棉。箱體1側(cè)面開(kāi)設(shè)有若干門(mén)洞12，供氣管及線路穿過(guò)，箱體下方設(shè)有“幾”形墊座11。加熱爐2的主體21為鋁制的空心圓柱體，下端封有底板22，底板底面設(shè)有柱狀安裝腳座23，通過(guò)安裝腳座23將加熱爐2固定在箱體1底部；加熱爐主體21上設(shè)有用于放置加熱電熱管的空腔24，底板22上還開(kāi)設(shè)有底洞25，供氣管及線路穿過(guò)。

結(jié)合圖5-8所示，樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4中檢測(cè)組件40包括進(jìn)氣通道41、出氣通道42及兩條的檢測(cè)通道43，兩條檢測(cè)通道之間開(kāi)設(shè)有供氣流流通的氣孔通道二45，其中一條檢測(cè)通道與進(jìn)氣通道41相通，另一條檢測(cè)通道與出氣通道42相通，進(jìn)氣通道41、出氣通道42分別與檢測(cè)通道43之間開(kāi)設(shè)有供氣流流通的氣孔通道一44，通道之間整體呈H形。進(jìn)氣通道41與色譜柱通過(guò)氣管5及氣管接頭螺接，樣氣從色譜柱內(nèi)流出進(jìn)入進(jìn)氣通道41，再流入與之對(duì)應(yīng)的檢測(cè)通道43，檢測(cè)通道內(nèi)氣體也會(huì)進(jìn)行流通，最后從與檢測(cè)通道對(duì)應(yīng)的出氣通道42流出，出氣通道42上也連有氣管5。每條檢測(cè)通道43內(nèi)螺接一支檢測(cè)元件46，本實(shí)施例中，檢測(cè)元件46是采用MEMS技術(shù)的氣體固態(tài)微池檢測(cè)器，其以TCD熱導(dǎo)池為基本工作原理，利用氣體流過(guò)感應(yīng)區(qū)帶走熱量，溫度產(chǎn)生變劃，從而產(chǎn)生所需的電信號(hào)；其核心感應(yīng)部位用鉑金絲作材料，性能更穩(wěn)定。該氣體固態(tài)微池檢測(cè)器采用MEMS技術(shù)，具有體積小、效率高、對(duì)各氣體組分均有響應(yīng)、持久穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的以金屬氧化物為基質(zhì)的可燃?xì)怏w傳感器為主體的檢測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性差、易中毒失效的缺點(diǎn)。

檢測(cè)元件46的上端為感應(yīng)區(qū)，朝向進(jìn)氣通道41，下端連有供電線及信號(hào)輸出線，朝向檢測(cè)組件40外部。實(shí)際工作中，本裝置外連有電路板(信號(hào)處理器)，用于放大電信號(hào)，利于數(shù)據(jù)采集及處理，其設(shè)有3個(gè)端口，其中一個(gè)為直流24V總電源端口，一個(gè)為檢測(cè)元件供電及信號(hào)輸入端口，最后一個(gè)是將處理好的信號(hào)輸出的輸出端口。兩支檢測(cè)元件，其中一支檢測(cè)元件的敏感感應(yīng)區(qū)外層涂有隔離層。這樣樣氣不經(jīng)過(guò)該檢測(cè)元件的感應(yīng)區(qū)，收集的數(shù)據(jù)僅用作修正環(huán)境、溫度變化對(duì)檢測(cè)過(guò)程所產(chǎn)生的偏差，進(jìn)一步提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本實(shí)施例中樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4呈塊狀，為不銹鋼材質(zhì)，兩組檢測(cè)組件平行獨(dú)立設(shè)于樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4內(nèi)，采用微機(jī)械加工，在樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)4內(nèi)開(kāi)設(shè)對(duì)應(yīng)的通孔作用進(jìn)氣通道41、出氣通道42及檢測(cè)通道43。采用微機(jī)械加工，將檢測(cè)組件集成設(shè)置于樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)，使樣氣檢測(cè)機(jī)構(gòu)總體積小，同時(shí)使檢測(cè)組件死體積小，組分峰形尖銳，響應(yīng)靈敏度高，克服了傳統(tǒng)檢測(cè)單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大、峰形擴(kuò)散大，峰形較胖的缺點(diǎn)。

本實(shí)施例中，針對(duì)變壓器油中溶解的7種目標(biāo)氣體組份分別進(jìn)行分離檢測(cè)。其中色譜柱一用于分離CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆，色譜柱二用于分離H₂、CO。色譜柱一側(cè)重分離碳1、碳2的烴類組份，采用高分子多孔聚合物，由苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯交聯(lián)共聚合成的單體為固定相，如美國(guó)WATERS公司Porapark系列中的Porapark N分離甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，色譜柱采用進(jìn)口316內(nèi)拋光不銹鋼管，規(guī)格4m*1/8英寸。色譜柱二側(cè)重分離氫氣、一氧化碳等永久氣體，采用碳素材料做為擔(dān)體，主要成分是聚偏二氯乙烯高溫?zé)峤庾茻蟮臍埩粑?，如Carboxen 1004,色譜柱采用進(jìn)口316內(nèi)拋光不銹鋼管，規(guī)格4m*1/8英寸。當(dāng)然，色譜柱內(nèi)也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用混合填料，以達(dá)到更好的分離效果。本裝置中色譜柱對(duì)氣體組分的分離度高，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中氫氣、一氧化碳和甲烷分離較差，并且受到絕緣油中溶解氧氣組分的干擾，氫氣與一氧化碳定量不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。

如圖2所示，本氣體分離檢測(cè)裝置輸入端-樣氣分離機(jī)構(gòu)的三通端口，直接與進(jìn)樣單元對(duì)接，常規(guī)氣相色譜進(jìn)樣系統(tǒng)即可，樣氣通過(guò)六通閥進(jìn)樣，隨三通并列均勻分流至兩色譜柱內(nèi)，經(jīng)過(guò)分離，再分別流入與之對(duì)應(yīng)的檢測(cè)組件內(nèi)，樣氣由進(jìn)氣通道流入，經(jīng)過(guò)兩支檢測(cè)元件，最后從出氣通道內(nèi)流出，流出的樣氣可回收或收集后另行處理。檢測(cè)元件將氣體信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳輸至外接的電路板，再經(jīng)信號(hào)放大處理，最后傳輸至工作站內(nèi)，進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)處理，得出檢測(cè)結(jié)果。本氣體分離檢測(cè)裝置在工作中所用載氣為潔凈空氣?？諝獾氖褂眠^(guò)程安全，簡(jiǎn)單易得，可使用潔凈空氣發(fā)生系統(tǒng)，可避免頻繁更換載氣鋼瓶的麻煩。

兩根色譜柱填料不同，分離效果不同，出峰時(shí)間不同，選擇不同的出峰條件，有選擇性的出峰，使兩組檢測(cè)組件的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)獨(dú)立，互相干擾性小，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。

本實(shí)施例中裝置的工作條件為：載氣：潔凈空氣；柱前壓力：0.1Mpa；柱后流量：總流量15ml/min(調(diào)節(jié)柱前壓達(dá)到)；柱溫：75℃；加熱爐電源：220V100W；橋供電源：直流24V。

樣氣經(jīng)六通閥進(jìn)樣后，圖譜效果如圖9、圖10所示，其中圖9為色譜柱一分離檢測(cè)圖譜，圖10為色譜柱二分離檢測(cè)圖譜，圖上為連續(xù)3次進(jìn)樣的對(duì)比效果圖。由色譜圖可以看出，色譜柱一及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)組件用于分離檢測(cè)CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₂、C₂H₆，色譜柱二及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)組件用于分離檢測(cè)H₂、CO。經(jīng)色譜柱分離后，各組分分離效果明顯，尤其是克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中氫氣、一氧化碳和甲烷分離較差，并且受到絕緣油中溶解氧氣組分的干擾，氫氣與一氧化碳定量不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，從而出峰時(shí)間區(qū)別明顯，又因檢測(cè)組件死體積小，故組分峰形尖銳，響應(yīng)靈敏度高；在數(shù)據(jù)處理工作站上設(shè)置不同的出峰條件擇選目標(biāo)峰，刪除或屏蔽非目標(biāo)峰，既得簡(jiǎn)潔清晰的圖譜。

以下為驗(yàn)證本裝置對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣的數(shù)據(jù)重復(fù)性。以組分峰高計(jì)，連續(xù)十二次進(jìn)樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，如下表：

由上表可以看出，本檢測(cè)系統(tǒng)各組分連續(xù)進(jìn)樣但相對(duì)誤差小，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)連續(xù)1000次進(jìn)樣測(cè)試靈敏度變化不大于10％，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，完全可以適用于絕緣油中溶解氣體組分的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。另外，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)組件對(duì)大部分組分在檢測(cè)濃度范圍內(nèi)都呈線性關(guān)系，克服了過(guò)去可燃?xì)怏w傳感器與各氣體組分濃度是非線性響應(yīng)，難以進(jìn)行標(biāo)定，定量準(zhǔn)確性差的缺點(diǎn)。

總體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中所提供的一種絕緣油中氣體分離檢測(cè)裝置，是針對(duì)絕緣油中溶解氣體組分在線監(jiān)測(cè)設(shè)備制造需求而專門(mén)開(kāi)發(fā)的核心部件，采用進(jìn)口微硅加工結(jié)合精密機(jī)械加工技術(shù)集成的高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命氣體固態(tài)微池檢測(cè)器，能完成對(duì)絕緣油中氫氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、乙烯、乙炔、甲烷等組分的定性、定量檢測(cè)。

實(shí)施例二

作為本發(fā)明的第二實(shí)施例，檢測(cè)組件40中的檢測(cè)通道43為一條，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件僅一支，進(jìn)氣通道41、出氣通道42分別與檢測(cè)通道43之間開(kāi)設(shè)有供氣流流通的氣孔通道一44，通道之間整體呈“Y”形。因?qū)嵤├恢械膬芍z測(cè)元件，其中一支檢測(cè)元件的敏感感應(yīng)區(qū)外層涂有隔離層，收集的數(shù)據(jù)僅用作修正環(huán)境、溫度變化對(duì)檢測(cè)過(guò)程所產(chǎn)生的偏差，實(shí)際工作中環(huán)境、溫度造成的數(shù)據(jù)偏差極小，為節(jié)約成本，檢測(cè)元件可以僅為一支，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)通道為一條。其它內(nèi)容同實(shí)施例一。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。