00nm之間的波長 區(qū)域中的特定吸收特征。
[0063] 這個(gè)波帶能夠使用氣體放電燈、例如調(diào)撥銷售的氘燈(具有適當(dāng)過濾器的Ocean OpticsDT-Mini-2-GS)或者在窄譜區(qū)域中發(fā)射的UVLED(例如可向Mightex(Toronto, OntarioCanada)購買)作為光源12。能夠使用的其他UV光源是準(zhǔn)分子燈(Xe)和NOx燈 (可向HeraeusNoblelight或AnalyticalControlInstrumentsGmbH(Berlin,Germany) 購買)。用于UV帶的檢測器13能夠基于例如可向RoithnerLasertechnikGmbH(Vienna, Austria)購買的SiC光電二極管。
[0064] 對于近紅外(NIR)譜范圍發(fā)現(xiàn),C6在1891nm呈現(xiàn)吸收峰值,而C5和C7分別在 1873nm/1882nm和1894nm/1903nm呈現(xiàn)兩個(gè)重疊吸收峰值。不存在C5吸收帶與NIR區(qū) 中的C02的交叉干擾。02沒有持久偶極矩,并且因此在紅外中沒有呈現(xiàn)振動(dòng)譜。C02(HITRAN 數(shù)據(jù)庫)的譜在I960nm以及在2000nm呈現(xiàn)顯著波帶,但是其沒有與上述氟酮帶重疊。水 吸收線能夠干擾C5吸收線,但是這取決于分析器的特定光學(xué)設(shè)置(例如檢測的譜寬度)。 水干擾是否引起C5檢測的問題當(dāng)然取決于線路的相對吸收強(qiáng)度以及C5和水的相對濃度。 但是,按照本發(fā)明,通過選擇沒有呈現(xiàn)與水的吸收特征的譜重疊的例如C5 (或C6或C7)的 適當(dāng)陡峭窄吸收特征,能夠完全避免水干擾。
[0065] NIR帶能夠使用全部是市場銷售的白熾或石英鹵素?zé)襞荨IRLED或VCSEL(垂直 光腔表面發(fā)射濾波器)作為光源12來訪問。NIR帶的檢測器13能夠基于如市場銷售的Si 或InGaS光電檢測器。
[0066] 對于中紅外(MIR)譜范圍發(fā)現(xiàn),在2000cm-l(5ym)與500cm-l(20ym)之間 的譜區(qū)中,C5在600cm-1與1900cm-1之間呈現(xiàn)吸收帶。它們大概源自碳框架(低于大 約 1100cm-l)、C-F鍵(1100cm-1 至 1400cm-1)的振動(dòng)轉(zhuǎn)變,并且C=0 羰基(1800cm-1)。 在從2000cm-1至4000cm-1的譜區(qū)中,C5沒有顯示任何吸收特征。這些波帶的一部分能 夠用于通過IR吸收對C5的量化。
[0067] 有利的是降低對可能存在的其他種類的交叉靈敏度,例如水蒸汽、運(yùn)載氣體0)2以 及預(yù)計(jì)分解產(chǎn)物HF、CF4、六氟丙烯、七氟丙烷。用于C5的檢測的特別適合波帶是在大約990 cm-1和/或在大約873. 5cm-1,以及對C6是在大約1024cm-1。一般來說,用于直接或就 地測量介電絕緣介質(zhì)或流體的濃度的適當(dāng)波長或波帶能夠通過比較絕緣流體分子、運(yùn)載氣 體分子以及如在排放時(shí)的反應(yīng)所引起的它們的分解產(chǎn)物等的相應(yīng)譜來建立。
[0068] 為了生成中IR范圍的輻射,源12能夠包括寬帶白熾光源(例如輻射燈絲),其具 有僅準(zhǔn)許詢問窄譜區(qū)(其中相應(yīng)全氟酮進(jìn)行吸收)的所選波長的透射的陷波濾波器。其他 源能夠包括如已知并且市場銷售的QCL(量子級(jí)聯(lián)激光器)或者鋁鹽二極管激光器。MIR帶 的檢測器13能夠基于如市場銷售的PbS光電檢測器。
[0069] 為了保護(hù)人和設(shè)備免受跨房間(4 ;40_47)的至少一部分所定向的探測束11,能夠 實(shí)現(xiàn)安全措施,包括源12在房門402開啟的情況下自動(dòng)關(guān)機(jī)、具有與任何不可見光束并排 的平行可見光束、在正常操作期間不是人員可接近的高度定位射束或者具有經(jīng)過固態(tài)導(dǎo)管 (其允許簡易氣體交換)、例如穿孔管所引導(dǎo)但防止人干擾的射束11。
[0070] 在實(shí)施例中,監(jiān)測裝置(11_24,211)的至少一部分、具體是光學(xué)傳感器(11,21, 12, 22,13, 23, 211)的電磁、具體是光學(xué)傳感器(11,21,12, 22,13, 23, 211)的測量通道或射 束11和/或參考通道或射束11通過絕緣流體可滲透保護(hù)蓋、具體是絕緣流體可滲透而微 粒不可滲透保護(hù)蓋(未明確示出)與包含電氣設(shè)備(401A,401B;401,411,421,431 ;441, 451,461,471)的房間(4 ;40-47)分隔。這這個(gè)保護(hù)蓋適合保護(hù)光學(xué)傳感器(11,21,12,22, 13, 23, 211)免受房間(4 ;40-47)中存在的微粒污染。它將監(jiān)測裝置(11-24, 211)、具體是 傳感器(11,21,12,22,13,23,211)的光束和/或光學(xué)組件與房間(4 ;40-47)的周圍部分分 隔。另外,如果污染物、例如分解氣體在房間(4 ;40-47)內(nèi)部形成(其可損壞光學(xué)傳感器 (11,21,12, 22,13, 23, 211)),則能夠提供保護(hù)部件、例如氣體吸收器(例如包括沸石)。在 具有這種保護(hù)蓋的實(shí)施例中,保護(hù)蓋包括下列的編組的至少一個(gè): -燒結(jié)材料, -多孔材料,例如多孔金屬, -紗網(wǎng), _網(wǎng)格, _隔膜,具體包括聚合物材料,以及 -它們的組合。因此,更易于實(shí)現(xiàn)絕緣流體可滲透但微粒不可滲透保護(hù)蓋。
[0071] 在實(shí)施例中,保護(hù)蓋能夠采取保護(hù)蓋板(未明確示出)的形式,例如分隔光學(xué)傳感 器11、21、12、22、13、23、211的測量通道或射束11和/或參考通道或射束11的板,或者能 夠采取保護(hù)蓋管(未明確示出)的形式,例如包封光學(xué)傳感器11、21、12、22、13、23、211或 者其光學(xué)元件21、12、22、13、23、211的至少一部分和/或射束路徑11、具體是測量通道和/ 或參考通道的射束通路11的管。適合將光學(xué)傳感器(11,21,12, 22,13, 23, 211)與房間(4 ; 40-47)中的微粒分隔的任何其他形式也是可能的。
[0072] 在實(shí)施例中,監(jiān)測裝置(11-24, 211)、具體是其光學(xué)組件(例如射束(11)、光源 (12, 22)、光檢測器(13, 23,14)、一個(gè)或多個(gè)分束器(15)、(一個(gè)或多個(gè))鏡(16))能夠設(shè) 置(又例如經(jīng)由光纖)在房間(4 ;40-47)的窗口(未示出)。這種窗口例如能夠是房間 (4;40-47)的墻壁(400;400,410,420,430;440,450,460,470)中或者房間(4;40-47)的 房門(402,412,422,432;442,452,462,472)中的窗口。因此,窗口不僅形成包含電氣設(shè)備 (401A,401B;401,411,421,431;441,451,461,471)的房間(4;40-47)的一部分,而且還形 成監(jiān)測裝置(11-24)或者其光學(xué)器件的一部分。例如通過使用具有近紅外或UV透射材料 (例如石英或藍(lán)寶石)或者中紅外透射材料(例如溴化鉀(KBr))的透射的玻璃,窗口在測 量波長以及可能還在參考波長將是透射性的。在實(shí)施例中,用于接收透射光的鏡或反射涂 層或者另一種窗口能夠存在于房間(4 ;40_47)中。
[0073] 為了得到平均PFK濃度的更好估計(jì),能夠采用包括多個(gè)本地濃度傳感器的分布式 感測系統(tǒng)。對于這種系統(tǒng),小光學(xué)傳感器能夠定位在其中預(yù)計(jì)例如PFK濃度的變化較大的 所選位置。能夠表明,僅1cm的吸收路徑長度對于靈敏本地測量已經(jīng)是充分的,以及待監(jiān) 測(一個(gè)或多個(gè))分子的平均濃度能夠基于沿房間4的大體長度所分布的這類本地測量來 確定。
[0074] 具有充分間隔開地設(shè)置在房間中的若干本地傳感器的這種監(jiān)測裝置允許使用體 積為例如10X10X10cm3、包含光源、檢測器和本地吸收路徑長度的較小光學(xué)PFK檢測器。 這類檢測器能夠定位在房門、窗口上方或下方以及冷點(diǎn)和熱點(diǎn)(例如匯流條或冷卻管道) 附近,以專門監(jiān)測那些區(qū)域中的PFK濃度。
[0075] 如圖2示范所示,對穿越整個(gè)房間4的探測束或者本地濃度傳感器在房間4中的 多個(gè)位置的分布的備選方案在于使用引導(dǎo)光束,其中光在管或可彎曲材料中、例如在光纖 21中沿房間4中的路徑來引導(dǎo)。
[0076] 示意監(jiān)測裝置示出在光纖21 -端的源22以及在其遠(yuǎn)端的檢測器23。光纖21包 括至少一個(gè)并且優(yōu)選地包括數(shù)個(gè)感測區(qū)211,在其處能夠測量分子、例如PFK分子的濃度。 感測區(qū)211例如能夠是去除了覆層的光纖芯的外露段211。在這些段211,光纖21內(nèi)部傳 播的光束能夠經(jīng)過衰減全內(nèi)反射(ATIR),其數(shù)量取決于外露光纖21外部的PFK的濃度。這 再次允許向房間4中存在的介電絕緣介質(zhì)提供比空氣高的介電強(qiáng)度的那些分子的分子濃 度的空間分布房間監(jiān)測。
[0077] 備選地,能夠使用特殊光纖21,其基于不同物理效應(yīng),例如本身全部是已知的光子 晶體光纖12、側(cè)孔光纖12、布拉格光柵光纖12等,但是為了分子的濃度測量的新目的而同 此公開。
[0078] 但是,氣體和光纖21的相互作用不需要局限于多個(gè)分立感測區(qū)211,而是還能夠 在對光纖21的整個(gè)長度或者至少對光纖21的較大段的擴(kuò)展區(qū)域中發(fā)生,以便獲得空間平 均分子濃度測量。
[0079] 所使用的光學(xué)傳感器11、21、12、22、13、23、211能夠在工廠或者就地校準(zhǔn)。為了使 用如上所述的開放束11來校準(zhǔn)系統(tǒng)的傳感器,傳感器系統(tǒng)在房間4沒有PFK并且包含已知 量的PFK的參考池放置在射束11中時(shí)歸零。為了補(bǔ)償光源12、22的老化,來自光學(xué)表面 (例如來自準(zhǔn)直或放大透鏡)的反射用于量化,從而生成上述值1〇。
[0080] 為了校準(zhǔn)檢測器13、23,能夠使用位于接近第一光源的第二光源,在沒有與PFK或 運(yùn)載氣體的吸收帶重疊的波長進(jìn)行發(fā)射。檢測器帶寬則選擇成還覆蓋參考光源。因?yàn)閰⒖?光源由于僅偶爾接通而不會(huì)顯著老化,所以它能夠用作檢測器性能的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。備選地,參 考光源能夠定位在檢測器13、23本身。適當(dāng)濾波器的使用還允許使用完全寬帶檢測器。分 別對于PFK檢測和檢測器校準(zhǔn),專用濾波器能夠自動(dòng)擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到檢測器13、23前面的射 束路徑中。
[0081] 有用的是將用于確定房間4或建筑1中的PFK的濃度的上述系統(tǒng)嵌入控制系統(tǒng)24 中,以便自動(dòng)響應(yīng)待監(jiān)測分子濃度與設(shè)置值的顯著偏差。但是,在例如PFK的濃度的全局降 低能夠被解釋為通過稀釋或泄漏所引起之前,能夠執(zhí)行房間4的分布式溫度感測3或者熱 成像3。溫度測量用來確定房間4的部分中的溫度是否接近或低于房間4中的原始?xì)怏w混 合物的凝結(jié)點(diǎn)。溫度控制能夠鏈接到加熱系統(tǒng)、例如閉環(huán)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),其被激活以將室溫 增加到高于凝結(jié)點(diǎn)。
[0082] 如用于確定房間4或建筑1中的PFK的濃度的上述系統(tǒng)所檢測的泄漏能夠由圖2 所示的控制單元24自動(dòng)發(fā)起緩解措施。從全局或平均PFK濃度測量和房間(4 ;40-47)的 已知體積,能夠估計(jì)必須提供多少液體PFK,以恢復(fù)標(biāo)稱濃度。液體PFK能夠從儲(chǔ)液器25來 提供,并且能夠使用例如架空噴嘴陣列27來注入房間4中。噴嘴27最好通過纏繞它們的 加熱導(dǎo)線例如電阻地加熱,以幫助PFK的薄霧的快速蒸發(fā)。儲(chǔ)液器25與噴嘴26之間的供 應(yīng)管線中的噴嘴27或閥26能夠由控制單元24來控制。雖然在圖2的上下文中示出,但是 如上所述的控制系統(tǒng)24能夠添加到本發(fā)明的任何實(shí)施例中。
[0083] 在實(shí)施例中,控制系統(tǒng)(24)或所述控制系統(tǒng)(24)連接到溫度測量系統(tǒng)(3),用于 在一個(gè)以上位置監(jiān)測房間(4 ;40-47)的溫度。
[0084] 在實(shí)施例中,監(jiān)測裝置(11-24, 211)的控制系統(tǒng)(24)或所述控制系統(tǒng)24連接到 至少一個(gè)濕度傳感器(310)、例如電容濕度傳感器(310),其設(shè)置在房間(4 ;40-47)內(nèi)部,用 于測量房間(4 ;40-47)中的濕度水平。測量濕度水平還傳送給控制系統(tǒng)24。因此,操作狀 態(tài)也能夠根據(jù)房間(4 ;40-47)內(nèi)部的濕度水平來選擇。
[0085] 濕度傳感器310或者測量相對濕度的方法元件具體能夠使用下列的編組的至少 一個(gè)來體現(xiàn): -電容濕度傳感器310 :在這里,具有水含量的適當(dāng)親水材料的介電常數(shù)的變化用作 房間(4;40-47)中的水分含量的指示符。電介質(zhì)能夠由金屬氧化物(例如A1203)或聚合物 材料組成。作為與例如絕緣流體成分中的氟酮的材料兼容性的先決條件,聚合