CN104807963B - 一种六氟化硫气体酸度检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六氟化硫气体酸度检测装置及方法，其中检测装置包括气体吸收池和pH传感器，pH传感器的信号探头位于气体吸收池内，气体吸收池底部设有排液口、进气口及多个自动进样口，气体吸收池的顶部设有手动进样口和排气口，排气口旁安装一压力传感器；排液口、进气口、自动进样口、手动进样口及排气口与气体吸收池之间均设置有电磁阀。该装置和方法实现了六氟化硫气体中酸性物质的快速吸收；同时利用pH传感器实现仪器化，避免了滴定过程中纯肉眼判断终点，显著节约试验时间、大大提高试验准确性，进一步为充气电力设备的安全运行及监督提供有力保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种六氟化硫气体酸度检测装置及方法；属于电力系统检测技术领域。
背景技术
六氟化硫气体因其优异的电气绝缘和灭弧性能在电气设备上得到了规模化应用，现有技术中的六氟化硫生产工艺会使气体中不可避免地混有酸和酸性物质，对电气设备的安全性和使用寿命都存在很大的影响。鉴于此，六氟化硫气体酸度是工业六氟化硫及运行中六氟化硫气体质量控制的关键指标，传统检测方法使用锥形瓶常压吸收气体，需要至少重复三次以保证吸收完全，且滴定终点的颜色变化，为肉眼感官判断，平行试验误差大；为了试验的准确性，一般还需要多次进行试验以求取平均值，过程繁杂且花费时间多。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种六氟化硫气体酸度检测装置及方法，能够实现快速、准确检测。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
本发明首先公开了一种六氟化硫气体酸度检测装置，包括气体吸收池和pH传感器，其中，所述pH传感器的信号探头位于气体吸收池内，所述气体吸收池底部设有排液口、进气口及多个自动进样口，所述气体吸收池的顶部设有手动进样口和排气口，所述排气口旁安装一压力传感器；排液口、进气口、自动进样口、手动进样口及排气口与气体吸收池之间均设置有电磁阀。
优选地，前述气体吸收池为细长结构且竖直设置，pH传感器侧立于气体吸收池的侧壁上。
更优选地，前述pH传感器与水平面呈60°夹角。
具体地，前述自动进样口包括：纯水进样口、酸液进样口及碱液进样口。
前述酸液进样口的进样液为0.02mol/L的稀硫酸，所述碱液进样口的进样液为0.05mol/L的氢氧化钠溶液。
前述手动进样口的进样液为标准溶液，以校准pH传感器。
此外，本发明还公开了利用前述的检测装置来检测六氟化硫气体酸度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、校准pH传感器：自手动进样口向气体吸收池中加入pH值已知的标准溶液，对pH传感器进行校准，校准结束后，从自动进样口加入纯水冲洗气体吸收池，从排液口排出废液；
S2、调节溶液pH：先向气体吸收池内加入氢氧化钠溶液，然后再加入稀硫酸溶液，准确调节溶液的pH至7.5，记录使用稀硫酸溶液的总体积，将混合溶液排出，纯水冲洗气体吸收池，排出废液；
S3、酸度测量：在气体吸收池内加入步骤S2中相同体积的氢氧化钠溶液，从进气口通入待检测酸度的六氟化硫气体，压力传感器数值显示达到0.3MPa后，开启排气口排气，吸收完成后，加入步骤S2中同样体积的稀硫酸溶液，测定溶液的pH值，根据pH值的变化，计算得到六氟化硫气体酸度值；
S4、排出废液，纯水清洗气体吸收池。
本发明创造性地将pH传感器这一较成熟的溶液pH检测仪器应用到六氟化硫气体酸度的检测中，克服了如下技术难点：要实现对气体的有效吸收，吸收液的氢氧化钠浓度需在0.001mol/L以上，pH值达到11及以上，在如此高pH值下，即使六氟化硫气体中酸性物质含量超过标准要求的限值，能引起的pH变化微乎其微，不能作为可靠的计算判据；而如果将pH值调到变化明显的区域（pH在7.5左右），又无法对气体中酸性物质有效吸收。本发明则通过先吸收、再调节pH的方法，既实现了对气体的有效吸收，又实现了对六氟化硫气体酸度的准确检测。
本发明的有益之处在于：（1）、采用细长结构、竖直设置的吸收池带压吸收六氟化硫中的酸性气体，增大了气体在溶液中的溶解度及气体与溶液的接触面积，使吸收过程更趋于完全、速度更快；（2）、溯源pH测量原理，在pH值接近中性时，酸碱变化引起pH值的变化趋势比较明显，设计一组对比试验，进行两次pH值的测量，既保证吸收液碱性浓度，又使pH值变化范围落在趋势明显区域，实现使用pH传感器对六氟化硫气体酸度的测量。
附图说明
图1是本发明的六氟化硫气体酸度检测装置的一个优选实施例的结构示意图。
图中附图标记的含义：1、气体吸收池，2、pH传感器，3、信号探头，4、排液口，5、进气口，6、手动进样口，7、排气口，8、压力传感器，9、纯水进样口，10、酸液进样口，11、碱液进样口，12、电磁阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参见图1，本发明的六氟化硫气体酸度检测装置包括气体吸收池1和pH传感器2，气体吸收池1为细长结构且竖直设置以优化对六氟化硫气体的吸收效果，pH传感器2侧立于气体吸收池1的侧壁上且其信号探头3位于气体吸收池1内，优选地，pH传感器2与水平面呈60°夹角。
在气体吸收池1底部设有排液口4、进气口5及多个自动进样口，顶部设有手动进样口6和排气口7，并且在排气口7旁安装一压力传感器8，实现带压带压吸收六氟化硫中的酸性气体，增大了气体在溶液中的溶解度及气体与溶液的接触面积，使吸收过程更趋于完全、速度更快。其中，多个自动进样口包括：纯水进样口9、酸液进样口10及碱液进样口11，纯水进样口9用于加入纯水，可对气体吸收池1进行清洗；酸液进样口10的进样液为0.02mol/L的稀硫酸，用于调节气体吸收池1内的溶液pH；碱液进样口11的进样液为0.05mol/L的氢氧化钠溶液，作为六氟化硫气体中酸性物质的吸收液；手动进样口6的进样液为标准溶液，以校准pH传感器2。
为了方便自动化操作，在排液口4、进气口5、三个自动进样口、手动进样口6及排气口7与气体吸收池1之间均设置有电磁阀12，共计数量为7个。
为了更好地理解本发明，下面对利用前述的检测装置来检测六氟化硫气体酸度的方法进行介绍，该方法包括如下步骤：
S1、校准pH传感器2：自手动进样口6向气体吸收池1中加入pH值已知的标准溶液，对pH传感器2进行校准，校准结束后，从纯水进样口9加入纯水冲洗气体吸收池1，从排液口4排出废液；
S2、调节溶液pH：先向气体吸收池1内加入氢氧化钠溶液，然后再加入稀硫酸溶液，准确调节溶液的pH至7.5，记录使用稀硫酸溶液的总体积，将混合溶液排出，纯水冲洗气体吸收池1，排出废液；
S3、酸度测量：在气体吸收池1内加入步骤S2中相同体积的氢氧化钠溶液，从进气口5通入待检测酸度的六氟化硫气体，压力传感器8数值显示达到0.3MPa后，开启排气口7排气，吸收完成后，加入步骤S2中同样体积的稀硫酸溶液，测定溶液的pH值，根据pH值的变化，计算得到六氟化硫气体酸度值；
S4、排出废液，纯水清洗气体吸收池1。
综上，本发明的六氟化硫气体酸度检测装置及方法，实现了六氟化硫气体中酸性物质的快速吸收；同时利用pH传感器2实现仪器化，避免了滴定过程中纯肉眼判断终点，显著节约试验时间、大大提高试验准确性，进一步为充气电力设备的安全运行及监督提供有力保障。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种六氟化硫气体酸度检测装置，其特征在于，包括气体吸收池和pH传感器，其中，所述pH传感器的信号探头位于气体吸收池内，所述气体吸收池底部设有排液口、进气口及多个自动进样口，所述气体吸收池的顶部设有手动进样口和排气口，所述排气口旁安装一压力传感器；排液口、进气口、自动进样口、手动进样口及排气口与气体吸收池之间均设置有电磁阀；所述气体吸收池为细长结构且竖直设置，pH传感器侧立于气体吸收池的侧壁上，所述pH传感器与水平面呈60°夹角。
2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体酸度检测装置，其特征在于，所述自动进样口包括：纯水进样口、酸液进样口及碱液进样口。
3.根据权利要求2所述的一种六氟化硫气体酸度检测装置，其特征在于，所述酸液进样口的进样液为0.02mol/L的稀硫酸，所述碱液进样口的进样液为0.05mol/L的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体酸度检测装置，其特征在于，所述手动进样口的进样液为标准溶液。
5.利用如权利要求1-4任一项所述的检测装置来检测六氟化硫气体酸度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、校准pH传感器：自手动进样口向气体吸收池中加入pH值已知的标准溶液，对pH传感器进行校准，校准结束后，从自动进样口加入纯水冲洗气体吸收池，从排液口排出废液；
S2、调节溶液pH：先向气体吸收池内加入氢氧化钠溶液，然后再加入稀硫酸溶液，准确调节溶液的pH至7.5，记录使用稀硫酸溶液的总体积，将混合溶液排出，纯水冲洗气体吸收池，排出废液；
S3、酸度测量：在气体吸收池内加入步骤S2中相同体积的氢氧化钠溶液，从进气口通入待检测酸度的六氟化硫气体，压力传感器数值显示达到0.3MPa后，开启排气口排气，吸收完成后，加入步骤S2中同样体积的稀硫酸溶液，测定溶液的pH值，根据pH值的变化，计算得到六氟化硫气体酸度值；
S4、排出废液，纯水清洗气体吸收池。
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