CN107884403A - 一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其包括以下步骤：步骤S1：是采用顶空脱气法原理将被测油样与空气充分混合，使之形成带有油中溶解乙炔气体成分的平衡气体样品；步骤S2：利用气压活塞原理将被测气体样品送入特定的气体检测管内，由于气体样品与检测管中化学物质发生化学反应，并发生对应颜色变化，从而判断出被测气体是否含有乙炔气体组分及其含量。改变当前充油电气设备油中溶解乙炔气体检测判断采用实验室气相色谱检测时效性较差的工作方式，而提供一种使用简单方便，可实现在充油电气设备突发故障时，能够在现场立即进行油中溶解乙炔气体快速检测判断的快速检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种油中溶解乙炔气体现场快速检测方法，特别是一种适用于各电压等级充油电气设备现场检测油中溶解乙炔气体含量的专用快速检测方法。
背景技术
近年来，通过在运行中检测油中溶解气体含量判断充油电气设备内部故障性质，已经成为保证充油电气设备运行安全的重要手段，而检测油中溶解乙炔气体含量则是判断充油电气设备有无严重放电性故障的重要技术指标。
常规进行油中溶解乙炔气体含量检测的方法主要是实验室气相色谱检测法，即由作业人员在现场将被测充油电气设备油样采集后，将油样送至油气实验室，再经样品处理、振荡脱气、平衡气转移、气样注入色谱仪等复杂环节后，方能得到充油电气设备油中溶解乙炔气体的含量，从而判断充油设备的故障性质。按以上做法取得的油中溶解乙炔气体含量数据准确可靠，但每个油样从运输到完成整个试验操作流程，通常需要耗费五至六个小时才能得到检测结果。一旦充油电气设备因突发故障跳闸，现场需要快速分析判断故障性质时，该方法就因用时过长而无法满足现场即时判断的需要。
因此，需要研制一种能够满足充油电气设备突发故障现场快速检测判断的油中溶解乙炔气体现场快速检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法。
本发明采用以下技术方案：一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其包括以下步骤：步骤S1：是采用顶空脱气法原理将被测油样与空气充分混合，使之形成带有油中溶解乙炔气体成分的平衡气体样品；步骤S2：利用气压活塞原理将被测气体样品送入特定的气体检测管内，由于气体样品与检测管中化学物质发生化学反应，并发生对应颜色变化，从而判断出被测气体是否含有乙炔气体组分及其含量。
在本发明一实施例中，步骤S1包括以下具体步骤：步骤S11： 提供一试油脱气装置，所述试油脱气装置由一控制器控制；用一取油样针筒从被测充油电气设备内部取出油样后，试油脱气装置进气口、出气口分别设置有进气电磁阀、出气电磁阀；试油脱气装置底部排油口设置有排油电磁阀；一微型加压气泵与试油脱气装置进气口连接；一气体检测单元与试油脱气装置出气口连接；启动微型加压气泵同时自动开启试油脱气装置油室底部排油电磁阀和各进气出气电磁阀，将试油脱气装置油室内部积油排尽，并利用高压气流对装置油室内部及检测气路进行吹洗，由控制器将各控制电磁阀断电复位，试油脱气装置各进出口自动封闭完成测试前准备；步骤S12：将40mL油样从注油口注入试油脱气装置油室内，进行样品检测；装置启动试油脱气检测流程，启动试油脱气装置内置的加热器和搅拌器；注入的被测油样在密封的油室内被内置加热器加热至50 ℃，加热的同时搅拌器不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合；持续一段时间，装置停止搅拌并静止一段时间；此时积聚在试油脱气装置油室内油气分离滤网上方的气体即为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样。
在本发明一实施例中，步骤S2包括以下具体步骤：步骤S21:静止时间到达后，控制器自动将微型加压气泵启动，并将进气控制电磁阀、出气控制电磁阀及设置在气体检测单元进口上的检测电磁阀开启，利用高压气流将在油室内油气分离滤网上方积聚的平衡气样加速，从出气控制电磁阀经气流稳定控制装置稳压、稳流后，以恒定压力、流速送入气体检测部分的检测管内;步骤S22：在管内平衡气体样品与检测管内化学物质进行化学反应，并在检测管外表面上通过颜色指示出来，检测后的气体通过一单向阀后排入大气；当检测管内持续通过的气体流量达到电子流量计设定值后，控制器自动切断电源，检测结束；此时，检测人员通过观察检测管内检测物质颜色的变化及变化量，判断出油中是否存在乙炔及其含量，从而分析充油电气设备是否存在严重的放电性故障。
在本发明一实施例中，搅拌时间为5分钟；静止时间为5分钟。
在本发明一实施例中，流量计设定值为500ml。
在本发明一实施例中，所述的搅拌器的桨叶为双叶片三角形桨，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。
综上所述，本发明相比现有技术有如下优点：改变当前充油电气设备油中溶解乙炔气体检测判断采用实验室气相色谱检测时效性较差的工作方式，而提供一种使用简单方便，可实现在充油电气设备突发故障时，能够在现场立即进行油中溶解乙炔气体快速检测判断的快速检测方法。
附图说明
图1是油中溶解乙炔气体现场快速检测装置工作流程示意图。
图2是试油脱气装置结构示意图。
图3是油中溶解乙炔气体现场快速检测装置控制回路图。
【标号说明】1-微型加压气泵；2-压力表；311、312-气路； 4-取油样针筒；5- 试油脱气装置； 511-进气控制电磁阀（1-3）； 512-旋塞式注油口； 513-出气控制电磁阀； 514-油气分离滤网；515-微型陶瓷加热器； 516-搅拌器 ； 517-温控器感温探头； 518-排油控制电磁阀；519-搅拌电动机；6-稳压阀；7-稳流阀； 8-电子流量计； 9-冲洗电磁阀 ； 10-气体检测部分； 1011-检测电磁阀；1012-乙炔检测管；1013-检测管固定架；11-单向阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。
一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其包括以下步骤：步骤S1：是采用顶空脱气法原理将被测油样与空气充分混合，使之形成带有油中溶解乙炔气体成分的平衡气体样品；步骤S2：利用气压活塞原理将被测气体样品送入特定的气体检测管内，由于气体样品与检测管中化学物质发生化学反应，并发生对应颜色变化，从而判断出被测气体是否含有乙炔气体组分及其含量。
在本发明一实施例中，步骤S1包括以下具体步骤：步骤S11： 提供一试油脱气装置，所述试油脱气装置由一控制器控制；用一取油样针筒从被测充油电气设备内部取出油样后，试油脱气装置进气口、出气口分别设置有进气电磁阀、出气电磁阀；试油脱气装置底部排油口设置有排油电磁阀；一微型加压气泵与试油脱气装置进气口连接；一气体检测单元与试油脱气装置出气口连接；启动微型加压气泵同时自动开启试油脱气装置油室底部排油电磁阀和各进气出气电磁阀，将试油脱气装置油室内部积油排尽，并利用高压气流对装置油室内部及检测气路进行吹洗，由控制器将各控制电磁阀断电复位，试油脱气装置各进出口自动封闭完成测试前准备；步骤S12：将40mL油样从注油口注入试油脱气装置油室内，进行样品检测；装置启动试油脱气检测流程，启动试油脱气装置内置的加热器和搅拌器；注入的被测油样在密封的油室内被内置加热器加热至50 ℃，加热的同时搅拌器不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合；持续一段时间，装置停止搅拌并静止一段时间；此时积聚在试油脱气装置油室内油气分离滤网上方的气体即为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样。
在本发明一实施例中，步骤S2包括以下具体步骤：步骤S21:静止时间到达后，控制器自动将微型加压气泵启动，并将进气控制电磁阀、出气控制电磁阀及设置在气体检测单元进口上的检测电磁阀开启，利用高压气流将在油室内油气分离滤网上方积聚的平衡气样加速，从出气控制电磁阀经气流稳定控制装置稳压、稳流后，以恒定压力、流速送入气体检测部分的检测管内;步骤S22：在管内平衡气体样品与检测管内化学物质进行化学反应，并在检测管外表面上通过颜色指示出来，检测后的气体通过一单向阀后排入大气；当检测管内持续通过的气体流量达到电子流量计设定值后，控制器自动切断电源，检测结束；此时，检测人员通过观察检测管内检测物质颜色的变化及变化量，判断出油中是否存在乙炔及其含量，从而快速分析充油电气设备是否存在严重的放电性故障。
在本发明一实施例中，搅拌时间为5分钟；静止时间为5分钟。
在本发明一实施例中，流量计设定值为500ml。
在本发明一实施例中，所述的搅拌器的桨叶为双叶片三角形桨，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。
本发明涉及的试油脱气装置如图1、图2所示的油中溶解乙炔气体现场快速检测装置，包括微型加压气泵1、压力表2、气路3、试油脱气装置5、稳压阀6、稳流阀7、电子流量计8、冲洗电磁阀9、气体检测部分10、检测电磁阀1011、乙炔检测管1012、检测管固定架1013、单向阀11。
所述的试油脱气装置5由进气控制电磁阀（1-3）511、旋塞式注油口512、出气控制电磁阀513、油气分离滤网514、微型陶瓷加热器515、搅拌器516、温控器感温探头517、排油控制电磁阀518、搅拌电动机519等组成。
所述的装置各部分由气路3进行连接，其控制回路如图3所示。
使用时，用取油样针筒4从被测充油电气设备内部取出油样后，按下装置控制器上的 “测试准备”键，排油冲洗控制继电器2J、气路控制继电器1J、定时控制继电器1SJ1接通，常开控制接点1J1、1J2、1J3、1J4、1J5、2J1、2J2闭合。将微型加压气泵1启动，同时将试油脱气装置5油室底部排油控制电磁阀518、进气控制电磁阀（1-3）511、出气控制电磁阀513、冲洗电磁阀9打开，将试油脱气装置5油室内部积油排尽，并利用高压气流对油室内部及检测气路3进行吹洗，约5分钟后定时控制继电器1SJ1常闭接点SJ1断开回路，各控制电磁阀也断电复位，将油室各进出口自动封闭完成测试前准备。
准备完毕，将40mL油样从油室注油口512注入试油脱气装置5油室内，按下装置控制器上的“样品检测”键，“测试准备”键弹起复位，定时控制继电器1SJ1断电，常闭接点SJ1恢复常闭。装置启动试油脱气检测流程，加热器温控Q、搅拌控制继电器3J、定时控制继电器2SJ2接通，常开控制接点3J1、3J2、温控信号接点闭合，内置微型陶瓷加热器515、搅拌器516启动。注入的被测油样在密封的油室内被内置微型陶瓷加热器515加热至50 ℃，加热的同时搅拌器516不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合。持续5分钟后，定时控制继电器2SJ2常闭接点SJ21断开回路，装置停止加热和搅拌并开始静止，此时积聚在油室内油气分离滤网514上方的气体即为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样。
静止5分钟到达后，定时控制继电器2SJ2常开接点SJ22闭合，气路控制继电器1J、检测控制继电器4J接通，常开控制接点1J1、1J2、1J3、1J4、1J5、4J1闭合，微型加压气泵1启动，油室进气控制电磁阀（1-3）511、出气控制电磁阀513及检测电磁阀1011同时开启，利用微型加压气泵1产生的高压气流将在油室内油气分离滤网514上方积聚的平衡气样加速，从出气控制电磁阀513流出经气流稳定控制装置稳压阀6、稳流阀7稳压、稳流后，以恒定压力、流速送入气体检测部分10的乙炔检测管1012内。在管内平衡气体样品与检测物质进行化学反应，并在乙炔检测管1012外表面上通过颜色指示出来，检测后的气体通过单向阀11后排入大气。当检测管1012内持续通过的气体流量达到电子流量计8设定值（500 mL）后，电子流量计常闭控制接点LJ1断开，将整个回路电源切断，系统各部分断电复归，检测结束。通过以上过程，就实现了本装置在现场快速检测判断的油中溶解乙炔气体的目的。
本实施例未述部分与现有技术相同。
在本发明具体实施例中，所述的微型加压气泵采用直流24V微型隔膜空气泵，主要用于进行试油脱气装置油室和检测气路的加压和冲洗。其出气速率≥2.0L/min，最大出口压力90kpa，在其出口处有一压力表用于监视输出气压。所述的试油脱气装置为一长80mm，直径65mm的金属封闭圆筒。其内部有一容量为60mL的脱气平衡油室，其顶部有一旋塞式注油口。圆柱体一侧从顶部向下相距10mm依次设有三个进气口，与进气口相对的另一侧顶部有一出气口，以上进出气口外均设有电磁阀以控制其开闭。在圆筒内距圆筒顶部位置35mm处有一油气分离滤网，在油气分离滤网下方的圆筒内底部中心装有一搅拌桨，底部内壁上对角装有四支微型陶瓷加热器，在圆筒底部一侧有一排油口及温控器感温探头。所述的旋塞式注油口下方连有一小段金属延长管，用于被测油样注入到油气分离滤网的下方。所述的油气分离滤网为细密的玻璃纤维丝网，主要用于分隔油气界面，在油室内搅拌油样时防止油液向上飞溅及快速平抑油沫，缩短被测平衡气样形成时间。所述的搅拌器靠一台转速为300转/分钟的微型减速直流电机驱动，其桨叶为双叶片三角形桨，旋转直径为45mm，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。
所述的微型陶瓷加热器为长度16mm、直径3mm的DC24V陶瓷电加热棒，加热功率≤50W，主要用于对油样的快速均匀加热。所述的电磁阀为DC24V铜制微型常闭电磁阀，最大工作压力0.8Mpa，切换时间≤0.04s，公称通径为3mm,主要用于通断气路。所述的气流稳定控制装置由气流稳压器和气流稳流器组成，用于将从试油脱气装置出气口输出的带有平衡气样的混合气流稳压至30kpa和稳流至100mL/min，以符合检测管测试要求。所述的气流稳压器和气流稳流器均为气相色谱仪专用的精密气体稳压、稳流器，其最大工作压力0.8Mpa，稳压范围0-0.8 Mpa（可调），稳流范围0-3000 mL/min（可调）。所述的电子流量计采用气体质量流量计，流量测量范围5~35000mL/min ， 响应时间 ≤3秒，其主要用于对流入检测管的带有平衡气样的混合气流进行流量控制，保证测试的准确性。所述的气体检测部分由检测电磁阀、检测管固定架、检测管组成，用于对经稳流、稳压后的平衡气样进行检测，并显示相应的检测结果。所述的检测电磁阀为直流24V铜制微型常闭电磁阀，其用于在检测管未进行检测时将检测管前方的气路截断封闭，防止检测管被污染失效。所述的检测管固定架为一表面有检测管固定槽，两端各有一检测管连接固定头的不锈钢框，主要用于检测管和气路的连接及固定。所述的检测管为乙炔气体专用检测管，其内径为3mm-4mm，在两端熔封的玻璃管里紧密地填充可与被测气体反应并显色的乙炔气体专用试剂，其表面标有气体的浓度刻度和检测范围，其检测额定气压30kpa、流速100mL/min、检测气体体积500mL。使用时将检测管两端玻璃熔封割断，按气流检测方向插入检测管固定架后即可使用。所述的单向阀为气相色谱仪专用单向阀，主要用于检测管装入检测管固定架后对出气口进行单向封闭，防止在未检测时外界杂质将检测管内试剂污染，影响检测准确性。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：是采用顶空脱气法原理将被测油样与空气充分混合，使之形成带有油中溶解乙炔气体成分的平衡气体样品；
步骤S2：利用气压活塞原理将被测气体样品送入特定的气体检测管内，由于气体样品与检测管中化学物质发生化学反应，并发生对应颜色变化，从而判断出被测气体是否含有乙炔气体组分及其含量。
2.根据权利要求1所述的油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其特征在于：步骤S1包括以下具体步骤：
步骤S11： 提供一试油脱气装置，所述试油脱气装置由一控制器控制；用一取油样针筒从被测充油电气设备内部取出油样后，试油脱气装置进气口、出气口分别设置有进气电磁阀、出气电磁阀；试油脱气装置底部排油口设置有排油电磁阀；一微型加压气泵与试油脱气装置进气口连接；一气体检测单元与试油脱气装置出气口连接；启动微型加压气泵同时自动开启试油脱气装置油室底部排油电磁阀和各进气出气电磁阀，将试油脱气装置油室内部积油排尽，并利用高压气流对装置油室内部及检测气路进行吹洗，由控制器将各控制电磁阀断电复位，试油脱气装置各进出口自动封闭完成测试前准备；
步骤S12：将40mL油样从注油口注入试油脱气装置油室内，进行样品检测；装置启动试油脱气检测流程，启动试油脱气装置内置的加热器和搅拌器；注入的被测油样在密封的油室内被内置加热器加热至50 ℃，加热的同时搅拌器不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合；持续一段时间，装置停止搅拌并静止一段时间；此时积聚在试油脱气装置油室内油气分离滤网上方的气体即为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样。
3.根据权利要求2所述的油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其特征在于：步骤S2包括以下具体步骤：
步骤S21:静止时间到达后，控制器自动将微型加压气泵启动，并将进气控制电磁阀、出气控制电磁阀及设置在气体检测单元进口上的检测电磁阀开启，利用高压气流将在油室内油气分离滤网上方积聚的平衡气样加速，从出气控制电磁阀经气流稳定控制装置稳压、稳流后，以恒定压力、流速送入气体检测部分的检测管内;
步骤S22：在管内平衡气体样品与检测管内化学物质进行化学反应，并在检测管外表面上通过颜色指示出来，检测后的气体通过一单向阀后排入大气；当检测管内持续通过的气体流量达到电子流量计设定值后，控制器自动切断电源，检测结束；此时，检测人员通过观察检测管内检测物质颜色的变化及变化量，判断出油中是否存在乙炔及其含量，从而分析充油电气设备是否存在严重的放电性故障。
4.根据权利要求2所述的油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其特征在于：搅拌时间为5分钟；静止时间为5分钟。
5.根据权利要求2所述的油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其特征在于：流量计设定值为500ml。
6.根据权利要求2所述的油中溶解乙炔气体含量现场快速检测方法，其特征在于：所述的搅拌器的桨叶为双叶片三角形桨，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。
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