光反馈腔增强吸收光谱技术的痕量乙烷检测研究

【摘要】：乙烷是电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,其高精度、高灵敏度检测是进行油中溶解气体分析的关键。基于光反馈原理及腔增强吸收光谱技术,结合量子级联激光器,建立了一套变压器油中溶解乙烷气体检测系统。基于腔内单腔模对称理论,通过LabVIEW编程来实现反馈光与腔谐振的相位匹配。研究并实现了光学反馈效应(激光将在延迟一定的时间后,返回激光腔并锁定腔模式共振频率)、偶数和奇数模式效应(交替出现强度较大和较小的腔模式)、激光器阈值电流降低效应(约1.2mA)。利用腔衰荡光谱检测技术测得的系统有效反射率、腔品质因素分别为99.978%和7138.4,系统光谱分辨率达到0.005 2cm-1。标准大气压、温度20℃下,1s的积分时间内,对乙烷PQ3吸收线进行检测,系统检测准确率及检测极限分别达到95.72%±0.17%和(1.97±0.06)×10-3μL·L-1,满足了变压器油中溶解乙烷气体检测的需要。 【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;
【关键词】： 腔增强吸收光谱技术 光学反馈 乙烷 溶解气体分析
【基金】：国家创新研究群体基金(51321063) 国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ160007)资助
【分类号】：O657.3;TE626.3
【正文快照】： 引言电力变压器是输配电系统中的核心,对电力系统的可靠性有着至关重要的作用。通过溶解气体分析(dissolved gas a-nalysis,DGA),可以判断变压器不同类型的故障,DGA已经成为国际社会普遍认可的变压器早期故障检测的一种有效诊断技术。乙烷(C2H6)是油浸式电力变压器油中溶解的

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