CN112067556A - 一种油浸式设备油气检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种油浸式设备油气检测方法及装置，油浸式设备油气检测方法包括：使用窄带宽激光分别测量待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度；根据第二光声信号强度、标准光声信号强度以及第一光声信号强度，得到待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据实际浓度确定油浸式设备的运行故障类型；本申请可以在检测到第二光声信号强度与标准光声信号强度不相同时，通过对所述窄带宽激光的预设功率进行修正，可以得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，可以根据待测气体样品中特征气体的组分类型和实际浓度等特征判断出油浸式设备的故障类型，检测效率和准确度高。
Description
技术领域
本申请涉及油浸式设备检测领域，尤其涉及一种油浸式设备油气检测方法及装置。
背景技术
随着国民经济的快速发展，各行各业对于电力的需求持续上升，现今，电力系统也正朝着超高压、大容量和自动化方向发展，因此电力系统中大量采用大型油浸式设备(如变压器)，为了保障电力系统的安全运行，必须对变压器等大型油浸式设备的运行状态进行预防性检验和监控。
由于油浸式设备均选用冷却油、油纸或油纸板等复合绝缘结构，当设备内部发生热性故障、放电性故障或绝缘油、油纸老化时，会产生多种气体，这些气体会溶解于冷却油中，冷却油中溶解的不同类型的气体可以反映油浸式设备不同类型的电气故障。
目前，传统的油浸式设备运行状态监控方案中，需要人工抽取油浸式设备中的油样并集中到实验室后，使用气相色谱仪对油样进行分析，通过分析结果确定油浸式设备的运行状态，效率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种油浸式设备油气检测方法及装置，以解决现有的传统的油浸式设备运行状态监控方案中，需要人工抽取油浸式设备中的油样并集中到实验室后，使用气相色谱仪对油样进行分析，通过分析结果确定油浸式设备的运行状态，效率较低的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种油浸式设备油气检测方法，所述油浸式设备油气检测方法应用于油浸式设备油气检测装置，所述油浸式设备油气检测装置包括控制单元、油路单元、脱气单元、气路单元以及测量单元；所述油浸式设备油气检测方法包括：
所述控制单元向所述油路单元发送采样使能信号，以使得所述油路单元从油浸式设备中获取冷却油样品；
所述控制单元向所述油路单元和所述脱气单元发送脱气使能信号，以控制所述冷却油样品从所述油路单元流入所述脱气单元，并使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品；
所述控制单元向所述脱气单元、气路单元以及所述测量单元发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元通过所述气路单元流入所述测量单元，并控制所述测量单元中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度；
所述控制单元根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据所述实际浓度确定所述油浸式设备的运行故障类型。
在一些实施例中，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
根据所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度，确定样本标准浓度下窄带宽激光的功率衰减导致的光声信号强度衰减值；
根据气体浓度、窄带宽激光功率衰减值与光声信号强度衰减值的对应关系，确定所述窄带宽激光功率衰减值；
根据所述窄带宽激光功率衰减值修正所述预设功率；
使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
在一些实施例中，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
在所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度不同时，动态调整所述预设功率，直至所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度相同；
使用具有调整后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
在一些实施例中，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述标准光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本标准浓度、所述第二光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本测量浓度、以及所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度；
根据所述样本标准浓度和所述样本测量浓度，确定浓度测量误差；
根据所述浓度测量误差，对所述测量浓度进行修正，得到所述实际浓度。
在一些实施例中，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第二光声信号强度对应的所述窄带宽激光的实际功率；
根据所述实际功率和所述预设功率，确定所述窄带宽激光功率的功率衰减比率；
根据所述功率衰减比率修正所述预设功率；
使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
在一些实施例中，所述测量单元包括激光单元、分光单元、第一气体检测单元以及第二气体检测单元；所述控制单元向所述脱气单元、气路单元以及所述测量单元发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元通过所述气路单元流入所述测量单元，并控制所述测量单元中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度的步骤，包括：
所述控制单元向所述脱气单元、气路单元、所述第一气体检测单元以及所述第二气体检测单元发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元通过所述气路单元流入所述第一气体检测单元；
所述控制单元向所述激光单元发送发光使能信号，以控制所述激光单元发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光；
所述分光单元根据设定的功率比例将所述窄带宽激光分为第一光束和第二光束；
所述控制单元控制所述第一气体检测单元中的光声光谱器件使用所述第一光束测量所述待测气体样品中特征气体，所述第一气体检测单元中的光声光谱器件检测所述待测气体样品中特征气体吸收所述第一光束后产生的第一光声信号，并向所述控制单元反馈所述第一光声信号；
所述控制单元控制所述第二气体检测单元中的光声光谱器件使用所述第二光束测量所述标准气体样本中特征气体，所述第二气体检测单元中的光声光谱器件检测所述标准气体样本中特征气体吸收所述第二光束后产生第二光声信号，并向所述控制单元反馈所述第二光声信号；
所述控制单元根据接收到的所述第一光声信号和所述第二光声信号确定待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度。
在一些实施例中，所述激光单元包括温控单元和激光组件；所述控制单元向所述激光单元发送发光使能信号，以控制所述激光单元发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光的步骤，包括：
所述控制单元向所述温控单元发送所述发光使能信号；
所述温控单元根据所述发光使能信号，控制所述激光组件在多个控温温度的控制下发射与各控温温度对应的窄带宽激光；
所述控制单元记录与各控温温度对应的第一光声信号强度，并将所述第一光声信号强度最大时对应的控温温度记录为预设温度，所述预设温度与所述预设波长对应；
所述温控单元根据所述预设温度，控制所述激光组件在所述预设温度的控制下发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光。
在一些实施例中，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同；
若相同，则根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度，得到所述实际浓度。
在一些实施例中，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
判断所述第二光声信号强度是否低于告警阈值；
若是，则向所述控制单元反馈测量单元故障告警；
若否，则判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同。
第二方面，本申请还提供一种油浸式设备油气检测装置，包括控制单元、油路单元、脱气单元、气路单元以及测量单元：
所述控制单元用于向所述油路单元发送采样使能信号、向所述油路单元和所述脱气单元发送脱气使能信号、以及向所述脱气单元、气路单元和所述测量单元发送测量使能信号；
所述油路单元用于根据所述采样使能信号从油浸式设备中获取冷却油样品，并根据所述脱气使能信号控制所述冷却油样品流入所述脱气单元；
所述脱气单元用于根据所述脱气使能信号对所述冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品，并根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品流入所述气路单元；
所述气路单元用于根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品从所述气路单元流入所述测量单元；
所述测量单元用于根据所述测量使能信号控制所述测量单元中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度；
所述控制单元还用于根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据所述实际浓度确定所述油浸式设备的运行故障类型。
本申请的有益效果为：本申请提供一种油浸式设备油气检测方法，该监控方法通过对油浸式设备中的冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品，并使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度后，根据第二光声信号强度与标准光声信号强度、以及第一光声信号强度，得到待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据实际浓度确定油浸式设备的运行故障类型。由于本申请使用油浸式设备油气检测装置对油浸式设备的冷却油中溶解的气体进行检测时，可以检测出待测气体样品中特征气体的组分类型，由此可以检测出待测气体样品中特征气体的浓度，从而可以根据待测气体样品中特征气体的组分类型和浓度等特征判断出油浸式设备的故障性质和故障类型，以实现对充油式变压器等油浸式设备的实时监控，检测效率高；同时由于标准气体样本中特征气体的种类和浓度确定，在光声光谱器件使用的窄带宽激光的功率和波长确定的情况下，可以推算出标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度，在检测到标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度与标准光声信号强度不相同时，即可判断光声光谱器件使用的窄带宽激光的预设功率与实际功率不同，此时通过对所述窄带宽激光的预设功率进行修正，以改变所述窄带宽激光的实际功率，可以得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，提高油浸式设备油气检测装置的检测精度和准确度。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的油浸式设备监控系统的场景示意图；
图2为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的测量单元的模块示意图；
图4为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的第一种结构示意图；
图5为本申请实施例提供的测量单元的第一种结构示意图；
图6是本申请实施例提供的温控单元的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的温控单元中的调温电路示意图；
图8为本申请实施例提供的测量单元的第二种结构示意图；
图9为本申请实施例提供的测量单元的第三种结构示意图；
图10为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的光电转换电路的电路原理图；
图11为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的第一信号放大电路的电路原理图；
图12为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的带通滤波电路的电路原理图；
图13为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的第二信号放大电路的电路原理图；
图14为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的A/D转换电路的电路原理图；
图15为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的第二种结构示意图。
附图标记：
10、油浸式设备；20、油浸式设备油气检测装置；201、油路单元；201a、油罐；201b、上液位传感器；201c、下液位传感器；201d、压力传感器；202、脱气单元；2021、抽气器件；2021a、第一驱动马达；2021b、驱动活塞；2021c、气缸；2022、搅拌构件；2023、第二驱动马达；2024、旋转磁铁；203、气路单元；2031、第一气阀；2031a、第一端口；2031b、第二端口；2031c、第三端口；2032、第二气阀；2033、第三气阀；2034、第四气阀；2035、第一阀门；2036、第二阀门；2037、第三阀门；204、测量单元；205、控制单元；21、激光单元；211、温控单元；211a、电压控制器；211b、稳压器；211c、电压比较器；211d、微程序控制器；211f、调温器；211g、电压获取模块；212、激光组件；22、分光单元；23、第一气体检测单元；231、第一光声池；231a、第一谐振腔；231b、第一进气口；231c、第一出气口；232、第一微音器；24、第二气体检测单元；241、第二光声池；241a、第二谐振腔；242、第二微音器；25、准直单元；251、第一准直器；252、第二准直器；26、气体检测单元；261、进气口；262、出气口；271、连接管；272、箱体；273、滑轨；274、接口；275、接头；281、光电转换电路；282、第一信号放大电路；283、带通滤波电路；284、第二信号放大电路；285、A/D转换电路。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明针对现有的传统的油浸式设备运行状态监控方案中，需要人工抽取油浸式设备中的油样并集中到实验室后，使用气相色谱仪对油样进行分析，通过分析结果确定油浸式设备的运行状态，效率较低的技术问题。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的油浸式设备运行状态监控系统的场景示意图，该系统可以包括油浸式设备10和油浸式设备油气检测装置20，油浸式设备油气检测装置20与油浸式设备10可以通过管道连接。
其中，油浸式设备10可以为充油式变压器，充油式变压器的内部绝缘结构是以冷却油和绝缘材料为主的复合绝缘结构，绝缘材料可以为绝缘纸和绝缘板中的一种或多种。
其中，冷却油一般为多种碳氢化合物分子组成的混合物，冷却油可以由大部分的烧经以及少部分的环烧经和不饱和芳香经组成；绝缘纸或绝缘板可以为纤维制品，绝缘纸或绝缘板的主要成分为纤维素。当充油式变压器内部出现放电或者过热等故障时，绝缘材料中的高碳有机分子裂解，产生甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气等特征气体，并且生成的特征气体会在油浸式设备10的冷却油中不断的累积。
具体的，如图1所示，所述油浸式设备油气检测装置20包括油路单元201、脱气单元202、气路单元203、测量单元204和控制单元205。
如图2所示，图2为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测方法的流程示意图，所述油浸式设备油气检测方法包括：
S10、所述控制单元205向所述油路单元201发送采样使能信号，以使得所述油路单元201从油浸式设备10中获取冷却油样品。
在一实施方式中，油路单元201从油浸式设备10中获取冷却油样品时，可以通过在油浸式设备10和油路单元201之间设置阀门和油泵，在控制单元205向油路单元201发送采样使能信号时，油路单元201与油浸式设备10之间的阀门打开，油泵从油浸式设备10中将冷却油样品抽取到油路单元201中，冷却油样品的体积根据需求设置。
在一实施方式中，在油路单元201获取到冷却油样品后，可以在油路单元201中对冷却油样品进行预处理，例如冷却油样品中存在有机颗粒或水等杂质，则在预处理的过程中将冷却油样品中的有机颗粒或水等杂质去除，使得预处理后的冷却油样品较为纯净。
S20、所述控制单元205向所述油路单元201和所述脱气单元202发送脱气使能信号，以控制所述冷却油样品从所述油路单元201流入所述脱气单元202，并使得所述脱气单元202对所述冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品。
在一实施方式中，使用脱气单元202对冷却油样品进行脱气时，可以采用顶空脱气的方式对冷却油样品进行脱气、或者采用脱气膜管对冷却油样品进行脱气处理。
其中，顶空脱气的方式是指冷却油样品进入油罐后，将油罐上方的气体排出，避免油罐中的原有气体对待测气体样品产生影响，同时使得油罐内形成负压，然后采用对油罐底部加热、同时对冷却油样品进行搅拌的方式，使得冷却油中的待测气体样品分离出来。
采用脱气膜管脱气的方式是指先将脱气膜管中的气体抽出，避免脱气膜管中的原有气体对冷却油样品中的待测气体样品产生影响，且使得脱气膜管中形成负压，然后使冷却油样品进入到脱气膜管中，脱气膜管中设有聚四氟乙烯纳米分离膜，采用聚四氟乙烯纳米分离膜分离冷却油样品中的待测气体样品。
S30、所述控制单元205向所述脱气单元202、气路单元203以及所述测量单元204发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元202通过所述气路单元203流入所述测量单元204，并控制所述测量单元204中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度。
其中，所述窄带宽激光是经周期性强度调制或周期性频率调制后的激光，所述窄带宽激光具有与特征气体对应的预设波长，并且所述窄带宽激光为单色光；所述特征气体可以为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气中的任一种，对待测气体样品进行测量时，需要对待测气体样品中所有种类的特征气体的浓度进行测量；所述标准气体样本包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气等气体，并且所述标准气体样本中特征气体的样本标准浓度为已知浓度。
在一实施方式中，待测气体样品从脱气单元202进入气路单元203时，待测气体样品可能存在水汽等杂质气体，可以在气路单元203中对待测气体样品进行预处理，以去除待测气体样品中的杂质气体。
需要说明的是，光声光谱技术是利用光声效应检测吸收物浓度的一种光谱技术，光声光谱技术是基于光声效应原理，即物质受到周期性强度调制光或周期性频率调制光照射时会产生声信号的原理。光声效应的具体原理为：待测气体样品中的特征气体分子吸收对应波长的窄带宽激光后被激发到高能态，特征气体分子通过自发辐射跃迁与无辐射跃迁回到低能态，特征气体分子在无辐射跃迁回到低能态的过程中，特征气体分子释放的能量转化为待测气体样品的平动和转动动能，导致了待测气体样品的温度的升高，而在待测气体样品的气体体积一定的条件下，待测气体样品的温度升高，则待测气体样品的气体压力会增大，如果对窄带宽激光进行光强调制或频率调制，待测气体样品的温度便会呈现出与调制频率相同的周期性变化，进而导致待测气体样品的压强产生周期性变化，当调制频率在声频范围内时，便产生声音信号，即光声信号。
可以理解的是，甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气等特征气体中，每一种气体分子都具有各自的吸收波段和吸收峰值，不同气体的吸收峰值也存在一定的差异。
因此，使用油浸式设备油气检测装置20对油浸式设备10的冷却油中溶解的气体进行检测时，可以通过调整窄带宽激光的波长，使得窄带宽激光仅被待测气体样品中对应的特征气体所吸收，以实现对待测气体样品中甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气等特征气体的单独检测，从而可以检测出待测气体样品中特征气体的组分类型。
而在窄带宽激光的功率和波长不变的情况下，特征气体产生的光声信号强度与特征气体的浓度成正比例关系，由此可以检测出待测气体样品中特征气体的浓度，从而可以根据待测气体样品中特征气体的组分类型和浓度等特征判断出油浸式设备10的故障性质和故障类型，以实现对充油式变压器等油浸式设备10的实时监控，检测效率高，可以及时发现充油式变压器等油浸式设备10的内部故障。如在疫情期间，可以利用油浸式设备油气检测装置20对油浸式设备10进行实时并且有效的监控，无需工作人员定期抽取油浸式设备10中的油样在实验室中使用气相色谱仪对油样进行分析，减少工作人员的劳动强度和工作风险；同时在油浸式设备10出现故障时，油浸式设备油气检测装置20可以及时检测出油浸式设备10的故障类型并向工作人员发送警报，以便于工作人员根据故障类型对油浸式设备10进行处理。
如下表1，表1为各故障类型对应的特征气体的种类。
表1
从表1中可以看出，油浸式设备10具有不同的故障类型时，从待测气体样品中测量得到的特征气体的种类不同，例如故障类型为冷却油过热时，对应的特征气体的种类为氢气、乙烯、甲烷和乙烷；故障类型为冷却油和纸过热时，对应的特征气体的种类为氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、甲烷、乙烷；故障类型为冷却油和纸绝缘中局部放电时，对应的特征气体的种类为氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙炔、甲烷、乙烷；故障类型为冷却油中火花放电时，对应的特征气体为氢气、乙炔；故障类型为冷却油中电弧放电时，对应的特征气体为氢气、乙炔、乙烯、甲烷和乙烷；故障类型为冷却油和纸中电弧放电时，对应的特征气体为氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙炔、乙烯、甲烷和乙烷；故障类型为纸受潮或者冷却油有气泡时，对应的特征气体为氢气；表1中“-”表示该故障类型中该特征气体的浓度为0。
可以理解的是，所述待测气体样品中特征气体的浓度指的是标准体积的待测气体样品中特征气体的质量数。
S40、所述控制单元205根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据所述实际浓度确定所述油浸式设备10的运行故障类型。
需要说明的是，在窄带宽激光的波长和特征气体的浓度不变的情况下，特征气体产生的光声信号强度与窄带宽激光的功率成线性关系，而由于设备老化等因素，监控过程中测量单元204中的光声光谱器件使用的窄带宽激光的功率可能发生衰减导致窄带宽激光的实际功率与预设功率不同，从而会导致检测到的第一光声信号强度小于准确的第一光声信号强度，从而导致根据第一光声信号强度确定的所述待测气体样品中特征气体的测量浓度小于实际浓度，影响油浸式设备油气检测装置20对油浸式设备10的故障判断结果。
而本申请中通过在光声光谱器件中同时对待测气体样品和标准气体样本进行检测，由于标准气体样本中特征气体的种类和浓度确定，在光声光谱器件使用的窄带宽激光的功率和波长确定的情况下，可以推算出标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度，在检测到标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度与标准光声信号强度不相同时，即可判断光声光谱器件使用的窄带宽激光的预设功率与实际功率不同，此时通过对所述窄带宽激光的预设功率进行修正，以改变所述窄带宽激光的实际功率，可以得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，提高油浸式设备油气检测装置20的检测精度和准确度。
需要说明的是，所述步骤S40中，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度前，需要先判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同，以确定第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度是否为待测气体样品中特征气体的实际浓度。
具体的，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤包括：判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同；若相同，则根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度，得到所述实际浓度，此时所述测量浓度与所述实际浓度相同。
在判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度不相同时，所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度与所述实际浓度不相同，此时油浸式设备油气检测装置20对油浸式设备10的故障检测出现误差，需要对检测结果进行修正，以得到待测气体样品中特征气体的实际浓度。
在一实施方式中，在判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度不相同时，对检测结果进行修正的步骤包括：根据所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度，确定标准浓度下窄带宽激光的功率衰减导致的光声信号强度衰减值；根据气体浓度、窄带宽激光功率衰减值与光声信号强度衰减值的对应关系，确定所述窄带宽激光功率衰减值；根据所述窄带宽激光功率衰减值修正所述预设功率；使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
需要说明的是，样本标准浓度是指所述标准气体样本中特征气体的浓度，所述样本标准浓度为已知浓度，并且所述样本标准浓度大于测量单元204可以测量的最小浓度，所述样本标准浓度可以优先为25～1000ppm。
可以理解的是，油浸式设备油气检测装置20工作时，控制单元205根据对窄带宽激光的实际功率的要求选择预设功率，如需要窄带宽激光的实际功率为a兆瓦，则选择预设功率为a兆瓦，此时标准气体样本中标准浓度的特征气体吸收具有预设功率的窄带宽激光时产生的标准光声信号强度应该为b毫伏，b为标准气体样本中标准浓度的特征气体吸收具有预设功率的窄带宽激光时产生的声音信号大小对应的电信号值。
但当窄带宽激光的功率出现衰减时，窄带宽激光的实际功率小于预设功率，导致此时检测到第二光声信号强度仅为c毫伏，此时可以确定标准浓度下窄带宽激光的功率衰减导致的光声信号强度衰减值为b-c毫伏，控制单元205可以根据气体浓度、窄带宽激光功率衰减值与光声信号强度衰减值的对应关系确定窄带宽激光功率衰减值为d，从而根据窄带宽激光功率衰减值修正所述预设功率，使得窄带宽激光的实际功率为a兆瓦，即可得到待测气体样品中特征气体吸收功率为a兆瓦的窄带宽激光后产生的实际光声信号强度，从而得到待测气体样品中特征气体的实际浓度，从而可以对待测气体样品中特征气体的检测结果进行修正，提高检测精度。
在一实施方式中，在判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度不相同时，对检测结果进行修正的步骤包括：在所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度不同时，动态调整所述预设功率，直至所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度相同；重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
需要说明的是，动态调整所述预设功率是指将所述预设功率在一定数值范围内进行调整，调整过程中每一预设功率得到一个对应的第二光声信号强度，直至第二光声信号强度和所述标准光声信号强度相同时停止调整，此时与第二光声信号强度对应的预设功率即为修正后的预设功率。
可以理解的是，油浸式设备油气检测装置20工作时，如预设功率为a兆瓦，此时标准气体样本中标准浓度的特征气体具有预设功率的窄带宽激光时产生的标准光声信号强度应为b毫伏，但当窄带宽激光的功率出现衰减时，窄带宽激光的实际功率小于预设功率，导致此时检测到第二光声信号强度仅为c毫伏，此时控制单元205控制测量单元204动态调整所述预设功率，直至标准气体样本中标准浓度的特征气体吸收窄带宽激光时产生的第二光声信号强度为b毫伏，即可完成对所述预设功率的调整和修正，以使得可以得到待测气体样品中特征气体吸收功率为a兆瓦的窄带宽激光后产生的实际光声信号强度，从而得到待测气体样品中特征气体的实际浓度。
在一实施方式中，在判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度不相同时，对检测结果进行修正的步骤包括：根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述标准光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本标准浓度、所述第二光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本测量浓度、以及所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度；根据所述样本标准浓度和所述样本测量浓度，确定浓度测量误差；根据所述浓度测量误差，对所述测量浓度进行修正，得到所述实际浓度。
可以理解的是，预设功率为a兆瓦，标准气体样本中特征气体的样本标准浓度为b，当窄带宽激光的功率出现衰减时，窄带宽激光的实际功率小于预设功率，导致此时检测到第二光声信号强度仅为c毫伏，而根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系可以得到第二光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本测量浓度为d，从而可以确定浓度测量误差为b-d，此时控制单元205可以根据浓度测量误差对与待测气体样品中特征气体的测量浓度进行修正，得到待测气体样品中特征气体的所述实际浓度。
在一实施方式中，在判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度不相同时，对检测结果进行修正的步骤包括：根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第二光声信号强度对应的所述窄带宽激光的实际功率；根据所述实际功率和所述预设功率，确定所述窄带宽激光功率的功率衰减比率；根据所述功率衰减比率修正所述预设功率；使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
需要说明的是，油浸式设备油气检测装置20工作时，如窄带宽激光的实际功率要求为20兆瓦，则预设功率为20兆瓦，但检测到窄带宽激光的实际功率仅有10兆瓦，窄带宽激光的实际功率与预设功率的比率为0.5，此时对窄带宽激光的预设功率进行修正，通过调高窄带宽激光的预设功率，使得修正后的预设功率为20÷0.5＝40兆瓦，从而使得窄带宽激光修正后的实际功率为20兆瓦，此时使用实际功率为20兆瓦窄带宽激光重新测量待测气体样品中特征气体，即可得到待测气体样品中特征气体吸收功率为20兆瓦的窄带宽激光后产生的实际光声信号强度，从而得到待测气体样品中特征气体的实际浓度。
在一实施方式中，在根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤中，还可以判断所述第二光声信号强度是否低于告警阈值；若是，则向所述控制单元205反馈测量单元204故障告警，以及时发现并发出警告，以提醒工作人员测量单元204的测量结果出现无法修正的故障；若否，则判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同。
如图3所示，图3为本申请实施例提供的测量单元204的模块示意图。所述测量单元204包括激光单元21、分光单元22、第一气体检测单元23以及第二气体检测单元24。
所述步骤S30包括：
S31、所述控制单元205向所述脱气单元202、气路单元203、所述第一气体检测单元23以及所述第二气体检测单元24发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元202通过所述气路单元203流入所述第一气体检测单元23。
需要说明的是，对待测气体样品进行测量时，待测气体样品从所述脱气单元202通过所述气路单元203流入所述第一气体检测单元23，所述标准气体样本预先封存于所述第二气体检测单元24中。
S32、所述控制单元205向所述激光单元21发送发光使能信号，以控制所述激光单元21发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光。
其中，激光单元21可以为窄带宽激光器，如DFB激光器。
S33、所述分光单元22根据设定的功率比例将所述窄带宽激光分为第一光束和第二光束。
其中，分光单元22可以为耦合器，分光单元22可以将窄带宽激光按设定的功率比例分成几路，如窄带宽激光的功率为20兆瓦，设定的功率比例为1:1，此时窄带宽激光经分光单元22分成的第一光束和第二光束的功率均为10兆瓦。
可以理解的是，第一光束的功率与第二光束的功率均与激光单元21发射的窄带宽激光的功率成比例相关，因此，通过第二光声信号强度确定第二光束的功率后，通过简单的比例换算即可得到窄带宽激光的实际功率以及第一光束的功率。
在一实施方式中，设定的功率比例为1:1，即所述第一光束的功率和所述第二光束的功率相同。
S34、所述控制单元205控制所述第一气体检测单元23中的光声光谱器件使用所述第一光束测量所述待测气体样品中特征气体，所述第一气体检测单元23中的光声光谱器件检测所述待测气体样品中特征气体吸收所述第一光束后产生的第一光声信号，并向所述控制单元205反馈所述第一光声信号。
S35、所述控制单元205控制所述第二气体检测单元24中的光声光谱器件使用所述第二光束测量所述标准气体样本中特征气体，所述第二气体检测单元24中的光声光谱器件检测所述标准气体样本中特征气体吸收所述第二光束后产生第二光声信号，并向所述控制单元205反馈所述第二光声信号。
S36、所述控制单元205根据接收到的所述第一光声信号和所述第二光声信号确定待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度。
在一实施方式中，所述测量单元204还包括准直单元25，所述准直单元25用于对分光单元22射出的所述第一光束和所述第二光束进行准直聚合处理，并控制所述第一光束射入第一气体检测单元23、以及控制所述第二光束射入所述第二气体检测单元24。
可以理解的是，所述控制单元205向所述激光单元21发送发光使能信号，以控制所述激光单元21发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光的步骤中，需要对激光单元21发射的窄带宽激光的波长进行调整，从而使得窄带宽激光具有预设波长，而不同的特征气体也需要使用不同预设波长的窄带宽激光测量。
在一实施方式中，所述激光单元21包括温控单元211和激光组件212；所述控制单元205向所述激光单元21发送发光使能信号，以控制所述激光单元21发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光的步骤，包括：所述控制单元205向所述温控单元211发送所述发光使能信号；所述温控单元211根据所述发光使能信号，控制所述激光组件212在多个控温温度的控制下发射与各控温温度对应的窄带宽激光；所述控制单元205记录与各控温温度对应的第一光声信号强度，并将所述第一光声信号强度最大时对应的控温温度记录为预设温度，所述预设温度与所述预设波长对应；所述温控单元211根据所述预设温度，控制所述激光组件212在所述预设温度的控制下发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光。
需要说明的是，激光单元21，如DFB激光器中，温控单元211可以控制激光组件212的温度，激光组件212包括布拉格光栅和由半导体材料形成的介质，通过改变介质的温度，可以改变DFB激光器发出的窄带宽激光的波长，从而可以通过控制介质的温度，使得DFB激光器发出设定波长的窄带宽激光，并且介质的控温温度与DFB激光器发出的窄带宽激光的波长一一对应，而在窄带宽激光的功率和特征气体的浓度不变的情况下，窄带宽激光的波长越接近特征气体的吸收峰，特征气体产生的光声信号强度越大，当第一光声信号强度最大时，记录下此时激光组件212的控温温度为预设温度，并将预设温度与所述预设波长对应，此时窄带宽激光的预设波长最接近待测气体样品中特征气体的吸收峰，从而可以使得待测气体样品中特征气体吸收具有预设波长的窄带宽激光时产生的光声信号强度较大，从而提高测量精度。
如图4所示，图4为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置20的第一种结构示意图，所述油浸式设备油气检测装置20包括控制单元205、油路单元201、脱气单元202、气路单元203以及测量单元204。
具体的，所述控制单元205用于向所述油路单元201发送采样使能信号、向所述油路单元201和所述脱气单元202发送脱气使能信号、以及向所述脱气单元202、气路单元203和所述测量单元204发送测量使能信号，从而控制所述油路单元201、脱气单元202、气路单元203以及所述测量单元204的运行。
具体的，所述油路单元201接收所述采样使能信号和所述脱气使能信号，所述油路单元201用于根据所述采样使能信号从油浸式设备10中获取冷却油样品，并根据所述脱气使能信号控制所述冷却油样品流入所述脱气单元202。
其中，油路单元201从油浸式设备10中获取冷却油样品时，可以通过在油浸式设备10和油路单元201之间设置阀门和油泵，在控制单元205向油路单元201发送采样使能信号时，油路单元201与油浸式设备10之间的阀门打开，油泵从油浸式设备10中将冷却油样品抽取到油路单元201中，冷却油样品的体积根据需求设置，例如从油浸式设备10中抽取60毫升的冷却油样品。
在一实施方式中，在油路单元201获取到冷却油样品后，可以在油路单元201中对冷却油样品进行预处理，例如冷却油样品中存在有机颗粒或水等杂质，则在预处理的过程中将冷却油样品中的有机颗粒或水等杂质去除，使得预处理后的冷却油样品较为纯净。
所述脱气单元202接收所述脱气使能信号和所述测量使能信号，所述脱气单元202用于根据所述脱气使能信号对所述冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品，并根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品流入所述气路单元203。
其中，所述油路单元201与所述脱气单元202之间可以通过油管连通，通过油管上设置阀门以控制所述油路单元201与所述脱气单元202之间的通断。
在一实施方式中，使用脱气单元202对冷却油样品进行脱气时，可以采用顶空脱气的方式对冷却油样品进行脱气、或者采用脱气膜管对冷却油样品进行脱气处理。
其中，顶空脱气的方式是指冷却油样品进入油罐，将油罐上方的气体排出，避免油罐中的原有气体对待测气体样品产生影响，使得油罐内形成负压，然后采用对油罐底部加热、同时对冷却油样品进行搅拌的方式，使得冷却油中的待测气体样品分离出来。
采用脱气膜管脱气的方式是指先将脱气膜管中的气体抽出，避免脱气膜管中的原有气体对冷却油样品中的待测气体样品产生影响，且使得脱气膜管中形成负压，然后使冷却油样品进入到脱气膜管中，脱气膜管中设有聚四氟乙烯纳米分离膜，采用聚四氟乙烯纳米分离膜分离冷却油样品中的待测气体样品。
具体的，所述气路单元203接收所述测量使能信号，所述气路单元203用于根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品从所述气路单元203流入所述测量单元204。
在一实施方式中，气路单元203可以包括管道和过滤干燥组件，所述脱气单元202与所述测量单元204可以通过所述气路单元203中的管道连通；待测气体样品从脱气单元202进入气路单元203时，待测气体样品可能存在水汽等杂质气体，可以在气路单元203中通过过滤干燥组件对待测气体样品进行预处理，以去除待测气体样品中的杂质气体。
所述测量单元204接收所述测量使能信号，所述测量单元204用于根据所述测量使能信号控制所述测量单元204中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度。
其中，所述窄带宽激光是经周期性强度调制或周期性频率调制后的激光，所述窄带宽激光具有与特征气体对应的预设波长，并且所述窄带宽激光为单色光；所述特征气体可以为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气中的任一种，对待测气体样品进行测量时，需要对待测气体样品中所有种类的特征气体的浓度进行测量；所述标准气体样本包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳以及氢气等气体，并且所述标准气体样本中特征气体的样本标准浓度为已知浓度。
具体的，所述控制单元205还用于根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据所述实际浓度确定所述油浸式设备10的运行故障类型。
需要说明的是，在获得待测气体样品中特征气体的实际浓度时，需要判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同；若相同，则可以根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度，得到所述实际浓度，此时测量浓度与所述实际浓度相同。
而判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度不相同时，所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度与所述实际浓度不相同，此时油浸式设备油气检测装置20对油浸式设备10的故障检测出现误差，需要对检测结果进行修正，以得到待测气体样品中特征气体的实际浓度。
在一实施方式中，所述控制单元205用于根据所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度，确定样本标准浓度下窄带宽激光的功率衰减导致的光声信号强度衰减值。
所述控制单元205用于根据气体浓度、窄带宽激光功率衰减值与光声信号强度衰减值的对应关系，确定所述窄带宽激光功率衰减值。
所述控制单元205用于根据所述窄带宽激光功率衰减值修正所述预设功率。
所述控制单元205用于控制所述测量单元204中的光声光谱器件使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度。
所述控制单元205用于根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
在一实施方式中，所述控制单元205用于在所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度不同时，动态调整所述预设功率，直至所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度相同。
所述控制单元205用于控制所述测量单元204中的光声光谱器件使用具有调整后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度。
所述控制单元205用于根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
在一实施方式中，所述控制单元205用于根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述标准光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本标准浓度、所述第二光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本测量浓度、以及所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度。
所述控制单元205用于根据所述样本标准浓度和所述样本测量浓度，确定浓度测量误差。
所述控制单元205用于根据所述浓度测量误差，对所述测量浓度进行修正，得到所述实际浓度。
在一实施方式中，所述控制单元205用于根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第二光声信号强度对应的所述窄带宽激光的实际功率。
所述控制单元205用于根据所述实际功率和所述预设功率，确定所述激光功率的功率衰减比率。
所述控制单元205用于根据所述功率衰减比率修正所述预设功率。
所述控制单元205用于控制所述测量单元204中的光声光谱器件使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度。
所述控制单元205用于根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
如图5所示，图5为本申请实施例提供的测量单元204的第一种结构示意图。所述测量单元204包括激光单元21、分光单元22、第一气体检测单元23以及第二气体检测单元24。
具体的，所述控制单元205用于向所述脱气单元202、气路单元203、所述第一气体检测单元23以及所述第二气体检测单元24发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元202通过所述气路单元203流入所述第一气体检测单元23。
需要说明的是，对待测气体样品进行测量时，待测气体样品从所述脱气单元202通过所述气路单元203流入所述第一气体检测单元23，所述标准气体样本预先封存于所述第二气体检测单元24。
具体的，所述激光单元21用于根据所述控制单元205发送的发光使能信号发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光，激光单元21可以为窄带宽激光器，如DFB激光器。
所述分光单元22用于根据设定的功率比例将所述窄带宽激光分为第一光束和第二光束，分光单元22可以将窄带宽激光按设定的功率比例分成几路，如窄带宽激光的功率为20兆瓦，设定的功率比例为1:1，此时窄带宽激光经分光单元22分成的第一光束和第二光束的功率均为10兆瓦；分光单元22可以为耦合器。
在一实施方式中，设定的功率比例为1:1，即第一光束的功率和第二光束的功率相同。
在一实施方式中，所述分光单元22具有两个出光口，所述发光单元发射的窄带宽激光经所述分光单元22分光形成的所述第一光束和所述第二光束分别通过两个出光口射出。
所述控制单元205用于控制所述第一气体检测单元23中的光声光谱器件使用所述第一光束测量所述待测气体样品中特征气体，所述第一气体检测单元23中的光声光谱器件用于检测所述待测气体样品中特征气体吸收所述第一光束后产生的第一光声信号，并向所述控制单元205反馈所述第一光声信号。
所述控制单元205还用于控制所述第二气体检测单元24中的光声光谱器件使用所述第二光束测量所述标准气体样本中特征气体，所述第二气体检测单元24中的光声光谱器件用于检测所述标准气体样本中特征气体吸收所述第二光束后产生第二光声信号，并向所述控制单元205反馈所述第二光声信号。
所述控制单元205用于根据接收到的第一光声信号和第二光声信号确定待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度。
具体的，所述第一气体检测单元23包括第一光声池231以及设置于所述第一光声池231的第一微音器232；所述第一光声池231用于容纳所述待测气体样品，所述第一微音器232用于检测所述待测气体样品中特征气体吸收所述第一光束后产生的第一光声信号，所述第一微音器232可以将待测气体样品中特征气体吸收所述第一光束后产生的声音信号转化为模拟信号。
可以理解的是，第一光声池231和第一微音器232形成所述第一气体检测单元23中的光声光谱器件。
其中，所述第一光声池231包括第一谐振腔231a以及与所述第一谐振腔231a连通的第一进气口231b和第一出气口231c；所述第一谐振腔231a用于容纳所述待测气体样品；所述第一进气口231b可以与所述气路单元203通过管道连通，以用于将所述气路单元203中的所述待测气体样品接入至所述第一谐振腔231a中；所述第一出气口231c可以与气路单元203通过管道连通，以用于将测量完成后的待测气体样品从所述第一谐振腔231a流入所述气路单元203中，所述待测气体样品中可能含有对环境造成污染的污染气体，测量完成后的待测气体样品经气路单元203处理后排出，避免待测气体对环境造成污染。
其中，所述第一光声池231具有透明窗口，所述第一光束穿过所述第一光声池231的透明窗口以进入所述第一谐振腔231a中。
具体的，所述第二气体检测单元24包括第二光声池241以及设置于所述第二光声池241的第二微音器242；所述第二光声池241用于容纳所述标准气体样本，所述第二微音器242用于检测所述标准气体样本中特征气体吸收所述第二光束后产生的第二光声信号，所述第二微音器242可以将待测气体样品中特征气体吸收所述第二光束后产生的声音信号转化为模拟信号。
可以理解的是，第二光声池241和第二微音器242形成所述第二气体检测单元24中的光声光谱器件。
其中，所述第二光声池241包括第二谐振腔241a，所述第二谐振腔241a用于容纳所述标准气体样本，所述第二谐振腔241a密封。
其中，所述光声池也具有透明窗口，所述第二光束穿过所述第二光声池241的透明窗口以进入所述第二谐振腔241a中。
在一实施方式中，所述测量单元204还包括准直单元25，所述准直单元25用于对分光单元22射出的第一光束和第二光束进行准直聚合处理，并控制所述第一光束射入第一气体检测单元23、以及控制所述第二光束射入所述第二气体检测单元24。
其中，所述准直单元25可以包括用于对第一光束进行准直聚合处理的第一准直器251和用于对第二光束进行准直聚合处理的第二准直器252。
在一实施方式中，所述控制单元205还用于判断所述第二光声信号强度是否低于告警阈值。
若是，则向所述控制单元205反馈激光单元21故障告警，以提醒工作人员测量单元204的测量结果出现无法修正的故障。
若否，则判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同。
在一实施方式中，所述激光单元21包括温控单元211和激光组件212。
所述控制单元205用于向所述温控单元211发送所述发光使能信号。
所述温控单元211用于根据所述发光使能信号，控制所述激光组件212在多个控温温度的控制下发射与各控温温度对应的窄带宽激光。
所述控制单元205还用于记录与各控温温度对应的第一光声信号强度，并将所述第一光声信号强度最大时对应的控温温度记录为预设温度，所述预设温度与所述预设波长对应。
所述温控单元211还用于根据所述预设温度，控制所述激光组件212在所述预设温度的控制下发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光。
请参阅图6和图7，图6是本申请实施例提供的温控单元211的结构示意图，图7是本申请实施例提供的温控单元211中的调温电路示意图，所述温控单元211用于对激光组件212的温度进行调控。
在一种实施例中，所述温控单元211包括电压控制器211a、稳压器211b、电压比较器211c、微程序控制器211d和调温器211f。所述电压控制器211a、稳压器211b、电压比较器211c和微程序控制器211d构成所述温控单元211的调温电路TC。
具体的，所述电压控制器211a用于提供参考电压，所述参考电压是预设的激光组件212的有效工作电压的最佳值，即当激光组件212的有效工作电压等于所述参考电压时，激光组件212可以发射设定频率和设定功率的窄带宽激光，以用于待测气体样品中特征气体的浓度检测，使测量单元204的测量精度和灵敏度均达到最佳；此外，激光组件212的有效工作电压越接近所述参考电压，测量单元204对特征气体的浓度测量的精度和灵敏度也越高。
稳压器211b的输入端电性连接电压控制器211a的输出端，用于对电压控制器211a提供的参考电压进行稳压，消除所述参考电压的波动，提高所述参考电压的稳定性和一致性。
电压比较器211c的第一输入端与稳压器211b的输出端电性连接，电压比较器211c的第二输入端与电压获取模块211g的输出端电性连接，电压比较器211c用于比较所述激光组件212的有效工作电压与所述电压控制器211a提供的参考电压的电压值，并将比较结果传输至微程序控制器211d。
微程序控制器211d的输入端与电压比较器211c的输出端电性连接，用于接收和分析所述比较结果，并根据所述比较结果向所述调温器211f发送相应的调温指令；具体地，当所述比较结果是激光组件212的有效工作电压小于所述参考电压时，所述微程序控制器211d向所述调温器211f发送降低激光组件212温度的调温指令；当所述比较结果是激光组件212的有效工作电压大于所述参考电压时，所述微程序控制器211d向所述调温器211f发送升高激光组件212温度的调温指令；当所述比较结果是激光组件212的有效工作电压等于所述参考电压时，所述微程序控制器211d向所述调温器211f发送维持激光组件212温度的调温指令。所述调温器211f的输入端与所述微程序控制器211d的输出端电性连接，用于在所述调温指令的控制下，调控所述激光组件212的温度，以使所述激光组件212工作在预设温度范围内。
在一实施方式中，如图8，图8为本申请实施例提供的测量单元204的第二种结构示意图，所述测量单元204包括多个互不干扰的气体检测单元26。
具体的，所述气路单元203用于根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品从所述气路单元203流入所有所述气体检测单元26。
所述气体检测单元26用于根据所述测量使能信号分别使用与所述气体检测单元26待测的特征气体对应的窄带宽激光测量所述特征气体的浓度。
需要说明的是，所述气体检测单元26待测的特征气体是指所述气体检测单元26需要测量的特征气体；所述气体检测单元26根据所述测量使能信号控制所述气体检测单元26中的光声光谱器件使用与所述气体检测单元26待测的特征气体对应的窄带宽激光。
需要说明的是，每个所述气体检测单元26均能独立实现一种特征气体的测量，在多个气体检测单元26中均冲入待测气体样品，可以利用互不干扰的多个气体检测单元26同时对待测气体样品中的特征气体进行测量，不同种类的特征气体与不同波长的窄带宽激光对应，不同的气体检测单元26可以使用不同波长的窄带宽激光测量待测气体样品中不同种类的特征气体，从而可以同时测量待测气体样品中多种特征气体的浓度。
在一实施方式中，多个所述气体检测单元26串联连接，也可以理解为多个所述气体检测单元26级联连接；所述气路单元203用于根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品从所述气路单元203依次流入所有所述气体检测单元26中。
其中，相邻两级所述气体检测单元26之间通过连接管271连通，所述连接管271上设置有阀门，从而使得待测气体样品可以依次流入所述气体检测单元26，同时可以保证所有气体检测单元26之间互不干扰。
需要说明的是，每个所述气体检测单元26均设置有进气口261和出气口262，测量单元204包括m个气体检测单元26时，m个气体检测单元26级联连接，位于第一级的气体检测单元26的进气口261也可以通过设置有阀门的连接管271与气路单元203连通，以用于接入所述气路单元203流出的所述待测气体样品；待测气体样品流入第一级的气体检测单元26后，待测气体样品通过连接管271依次流入所有气体检测单元26中；位于最后一级的气体检测单元26的出气口262也可以通过设置有阀门的连接管271与气路单元203连通，以用于将测量完成后的待测气体样品从气体检测单元26流入气路单元203中，测量完成后的待测气体样品经气路单元203处理后排出，避免待测气体对环境造成污染。
其中，所述进气口261和所述出气口262可以位于所述气体检测单元26的同一侧，以便于相邻两级所述气体检测单元26之间通过连接管271连通。
如图9，图9为本申请实施例提供的测量单元204的第三种结构示意图。
在一实施方式中，所述测量单元204还包括箱体272，所有气体检测单元26均设置于所述箱体272内。
在一实施方式中，所述箱体272可以为方体结构，所述箱体272的内壁上设置有多个用于承托气体检测单元26的滑轨273，多个所述滑轨273沿所述箱体272的高度方向间隔排布，所述气体检测单元26与所述滑轨273一一对应；所述气体检测单元26与所述滑轨273沿所述滑轨273的长度方向滑动连接，以便于所述气体检测单元26的检修和更换，如一个气体检测单元26出现故障时，工作人员可以将气体检测单元26从箱体272中拉出以进行检修，当气体检测单元26无法修复时，可以使用功能正常的气体检测单元26替换出现故障的气体检测单元26，以避免单个气体检测单元26出现故障时导致测量单元204无法工作。
在一实施方式中，所述箱体272上还设置有接口274，至少一个所述接口274与所述控制单元205连接，所述气体检测单元26上设置有与所述接口274配套的接头275，所述接头275插设于所述接口274上。通过接口274和接头275的对接搭建一个信息交互桥梁，以实现所述控制单元205与所述气体检测单元26的信息交互，从而实现所述控制单元205对所述气体检测单元26的控制以及所述气体检测单元26对所述控制单元205的信息反馈。
在一实施方式中，各气体检测单元26均包括独立的激光器，所述激光器用于根据所述控制单元205发送的发光使能信号发射窄带宽激光，激光器可以为窄带宽激光器，如DFB激光器。
其中，所有气体检测单元26可以用于同时使用对应的激光器输出各特征气体对应的窄带宽激光测量对应特征气体的浓度，以提高检测效率。
在一实施方式中，参阅图10至图14，所述测量单元204还包括信号处理电路，所述信号处理电路包括光电转换电路281、第一信号放大电路282、带通滤波电路283、第二信号放大电路284以及A/D转换电路285。
如图10，图10为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的光电转换电路的电路原理图；光电转换电路281用于将光信号转换成电信号，此时的电信号为模拟信号，光电转换电路281包含一集成电路LTC6268，集成电路LTC6268与各电路元件一起将光信号的相位变化转换成模拟信号前后的相位变化，再经过后续的电路单元的处理，最终将所述模拟信号前后的相位变化转换成特征气体的浓度。
图11为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的第一信号放大电路的电路原理图；第一信号放大电路282连接光电转换电路281的输出端，用于放大光信号的模拟量，由于光信号的模拟量是比较微弱的，经过放大才能更加便于对光信号做进一步的处理，第一信号放大电路282的放大器采用AD8629。
图12为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的带通滤波电路的电路原理图；带通滤波电路283输入端与第一信号放大电路282的输出端连接，带通滤波电路283用于过滤第一信号放大电路282输出的信号，其目的是过滤掉无用的高频和低频信号，提取有用的中频信号，带通滤波电路283采用集成电路LT1067。
图13为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的第二信号放大电路的电路原理图；第二信号放大电路284的输入端与带通滤波电路283的输出端连接，将带通滤波电路283的输出信号经放大传输给A/D转换电路285，这相当于是二次放大信号，目的是为了使得A/D转换电路285得到的信号更加精准，更加便于转换，第二信号放大电路284同样采用集成电路LT1067。
图14为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置的A/D转换电路的电路原理图；A/D转换电路285的输入端与第二信号放大电路284的输出端连接，用于将第二信号放大电路284输出的模拟量转化为数字量，就是一个由离散量变为连续量的过程，以对A/D转换电路285采用集成电路AD7980。
如图15所示，图15为本申请实施例提供的油浸式设备油气检测装置20的第二种结构示意图。
在一实施方式中，采用顶空脱气的方式对冷却油样品进行油气分离的过程包括四个阶段。
在第一阶段，本阶段主要是将油罐201a内的压强抽至第一目标压强，以使油浸式设备10与油罐201a之间形成负压，使得油浸式设备10中冷却油样品进入油罐201a内。首先，所述控制单元205控制脱气单元202中的抽气器件2021中第一驱动马达2021a的驱动活塞2021b进行抽吸，以将油罐201a内的气体抽入抽气器件2021中的气缸2021c内，以及将所述气缸2021c内的气体通过气路单元203的X排出，使油罐201a内形成负压。
所述气路单元203包括第一气阀2031、第二气阀2032、第三气阀2033和第四气阀2034。例如，将第一气阀2031中第一端口2031a和第二端口2031b连通，抽气器件2021将油罐201a内的部分气体抽入气缸2021c内，然后将第一气阀2031中的第一端口2031a和第三端口2031c连通，气缸2021c中的气体通过第三气阀2033排出。重复上述步骤，使得油罐201a内的压强降低至第一目标压强，例如外界大气压为标准大气压100Kpa，油罐201a内的第一目标压强可以为2Kpa，所述油罐201a内的压强可以由压力传感器201d直接获取。
在第二阶段，油罐201a与油浸式设备10之间的压强差使油浸式设备10内的冷却油样品进入所述油罐201a。首先，所述控制单元205控制所述第一阀门2035打开使所述油浸式设备10与所述油罐201a贯通，由于所述油浸式设备10与所述油罐201a之间的压差，所述油浸式设备10内的所述冷却油样品进入所述油罐201a内；当所述油罐201a内的冷却油样品达到上液位传感器201b所测量的高度时，所述控制单元205控制所述第一阀门2035关闭。所述上液位传感器201b的高度的设置可以根据所述油罐201a的高度进行设置，例如所述上液位传感器201b的高度可以为所述油罐201a的高度的75％，或者所述上液位传感器201b高度的设置可以根据所述油罐201a内搅拌构件2022的搅拌速度进行设置，例如当搅拌构件2022的搅拌速度为2400rpm时，所述上液位传感器201b的高度可以为所述油罐201a的高度的75％，当搅拌构件2022的搅拌速度为3000rpm时，所述上液位传感器201b的高度可以为所述油罐201a的高度的70％，避免因所述搅拌构件2022的转速过快，而导致冷却油样品被搅拌时液面高度超过油罐201a的临界高度；或者，所述上液位传感器201b高度的设置可以根据所述油罐201a内冷却油样品的搅拌温度进行设置，例如所述冷却油样品的搅拌温度为50℃时，所述上液位传感器201b的高度可以为所述油罐201a的高度的75％，所述冷却油样品的搅拌温度为70℃时，所述上液位传感器201b的高度可以为所述油罐201a的高度的70％。
在第三阶段，所述冷却油样品中的待测气体通过抽气器件2021及所述气路单元203进入所述测量单元204。首先，所述控制单元205控制所述第一气阀2031的第一端口2031a和第二端口2031b连通，使所述抽气器件2021与所述油罐201a连通，然后所述控制单元205控制搅拌构件2022对所述油罐201a内的冷却油样品进行搅拌，然后所述抽气器件2021将所述冷却油样品中的待测气体抽入所述抽气器件2021中的气缸2021c中，然后所述控制单元205控制所述第一气阀2031的第一端口2031a和第二端口2031b断开，以及控制使所述第一气阀2031的第一端口2031a和第三端口2031c连通，打开第二气阀2032和第四气阀2034，关闭第三气阀2033，以使得所述待测气体样品通过气路单元203进入测量单元204；其次，重复上述步骤，直到所述油罐201a内的压力达到第二目标压强，上述抽气步骤停止，所述第一气阀2031处于关闭状态。所述第二目标压强可以与所述第一目标压强相等或不等，所述第二目标压强的具体数值可以根据实际情况限定。
在第四阶段，所述油罐201a内的所述冷却油样品回流至所述油浸式设备10内。首先，所述控制单元205控制第二阀门2036打开，使所述油浸式设备10内与所述油罐201a连通，然后控制所述油泵将所述油罐201a内的所述冷却油样品抽至所述油浸式设备10内，当所述油罐201a内的冷却油样品的液面达到油罐201a内的下液位传感器201c所测量的高度时，所述控制单元205控制油泵停止工作以及将第二阀门2036闭合。所述下液位传感器201c所测量的高度可以为所述油罐201a的底端，具体位置本申请不作详细限定。
根据上述油浸式设备油气检测装置20的工作过程，由于需要将油罐201a内的待测气体在目标脱气时间内的完成脱气，而直接影响待测气体脱气速率的为所述搅拌构件2022的搅拌速度。而对于不同黏度或温度的样品油，以及在不同搅拌速度下，样品油中的待测气体脱离油浸式设备油气检测装置20中油气分离设备的脱气速率是不相同的。而现有的油浸式设备油气检测装置20通常无法准确设置油气分离设备中搅拌构件2022的搅拌速度，而导致样品油中的待测气体无法在目标时间内脱离油气分离设备的技术问题。本实施例主要通过所述冷却油样品中待测气体的预测浓度来确定所述搅拌构件2022的第一搅拌速度。
在一种实施例中，由于各方面不确定因素的影响，测量单元204实际获取的特征气体的浓度值一般大于本实施例初始的预测浓度，而由于冷却油样品属于同一批次的冷却油样品，因此其可以根据当前周期的特征气体的浓度值与预测浓度的差值对下一周期的搅拌构件2022的搅拌速度进行调整，该步骤可以包括：获取当前测量周期内所述特征气体的浓度与所述冷却油样品中待测气体的预测浓度的第一差值；判断所述第一差值是否大于第一阈值；若所述第一差值大于第一阈值，根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述第一差值和目标脱气时间，确定下一测量周期的所述搅拌构件2022的第二搅拌速度；若所述第一差值小于第一阈值，所述搅拌构件2022的第一搅拌速度为当前测量周期内所述搅拌构件2022的目标搅拌速度。
在一种实施例中，当前测量周期内所述特征气体的浓度与所述冷却油样品中待测气体的预测浓度的第一差值大于第一阈值时，需要进行搅拌速度的调整，而搅拌构件2022的搅拌速度具有一提升上限，即临界搅拌速度，若前测量周期内所述特征气体的浓度与所述冷却油样品中待测气体的预测浓度的差值较大，需要将搅拌构件2022的搅拌速度提升至超过临界搅拌速度的第二搅拌速度，则需要根据对其他调节因子进行调整来补偿搅拌速度的限定。
具体的，本实施例通过温度与搅拌速度的关联关系，在搅拌速度无法提升的情况下，对搅拌构件2022的搅拌温度即冷却油样品的温度进行调整，以补偿搅拌速度的限制，该步骤可以包括：判断所述第二搅拌速度是否大于所述搅拌构件2022的临界搅拌速度；若所述第二搅拌速度大于所述搅拌构件2022的临界搅拌速度，所述临界搅拌速度为下一测量周期的所述搅拌构件2022的目标搅拌速度，根据温度、浓度和搅拌速度的关联关系，基于所述临界搅拌速度和所述特征气体的浓度，确定下一测量周期内所述冷却油样品的初始温度；若所述第二搅拌速度小于所述搅拌构件2022的临界搅拌速度，所述第二搅拌速度为下一测量周期的所述搅拌构件2022的目标搅拌速度。
在一种实施例中，当前测量周期内所述特征气体的浓度与所述冷却油样品中待测气体的预测浓度的第一差值大于第一阈值时，需要进行搅拌速度的调整；而搅拌构件2022的搅拌速度提高后，对应的油罐201a内的所述冷却油样品的液面高度将会增加，由于油罐201a与对应的油气管路连接，冷却油样品的液面高度增加可能会导致冷却油样品通过油气管路进入其他器件内，因此所述油罐201a内冷却油样品的具有临界液面高度，以避免冷却油样品进入其他部件，因此该步骤可以包括：获取当前测量周期内所述冷却油样品的液面高度；判断所述冷却油样品的液面高度是否大于所述冷却油样品的临界液面高度；若所述冷却油样品的液面高度大于所述冷却油样品的临界液面高度，所述临界液面高度为下一测量周期内所述冷却油样品的液面高度，根据液面高度、浓度和搅拌速度的关联关系，基于所述临界液面高度和所述特征气体的浓度，确定下一测量周期的所述搅拌构件2022的搅拌速度；若所述冷却油样品的液面高度小于所述冷却油样品的临界液面高度，所述第二搅拌速度为下一测量周期的所述搅拌构件2022的目标搅拌速度。
在一种实施例中，当前测量周期的脱气时间同样为搅拌速度设定的重要参考值，脱气时间代表冷却油样品中待测气体的脱气速率，脱气时间短，则待测气体的脱气速率大，对应较大的搅拌速度，需要降低下一测量周期的搅拌速度以使待测气体的脱气时间与目标脱气时间相等；脱气时间长，则待测气体的脱气速率小，对应较小的搅拌速度，需要增加下一测量周期的搅拌速度以使待测气体的脱气时间与目标脱气时间相等，因此该步骤可以包括：获取当前测量周期内所述冷却油样品中待测气体的脱气时间；判断当前测量周期内所述脱气时间与目标脱气时间是否相等；若当前测量周期内所述脱气时间与目标脱气时间不相等，根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于当前测量周期内所述特征气体的浓度和所述目标脱气时间，确定下一测量周期的所述搅拌构件2022的搅拌速度。
在一种实施例中，所述油罐201a中的抽气器件2021的抽气压力及抽气速度同样可以作为调节脱气速度的变量，本申请不作详细介绍。
本步骤通过测量单元204所获取的待测气体样品中特征气体的浓度与待测气体的预测浓度进行对比，根据二者的差值对下一测量周期的搅拌速度或/温度等进行调节，使得下一测量周期中冷却油样品中的待测气体在目标脱气时间内从所述脱气单元202中脱离。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述油浸式设备油气检测方法应用于油浸式设备油气检测装置，所述油浸式设备油气检测装置包括控制单元、油路单元、脱气单元、气路单元以及测量单元；所述油浸式设备油气检测方法包括：
所述控制单元向所述油路单元发送采样使能信号，以使得所述油路单元从油浸式设备中获取冷却油样品；
所述控制单元向所述油路单元和所述脱气单元发送脱气使能信号，以控制所述冷却油样品从所述油路单元流入所述脱气单元，并使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品；
所述控制单元向所述脱气单元、气路单元以及所述测量单元发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元通过所述气路单元流入所述测量单元，并控制所述测量单元中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度；
所述控制单元根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据所述实际浓度确定所述油浸式设备的运行故障类型。
2.根据权利要求1所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
根据所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度，确定样本标准浓度下窄带宽激光的功率衰减导致的光声信号强度衰减值；
根据气体浓度、窄带宽激光功率衰减值与光声信号强度衰减值的对应关系，确定所述窄带宽激光功率衰减值；
根据所述窄带宽激光功率衰减值修正所述预设功率；
使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
3.根据权利要求1所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
在所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度不同时，动态调整所述预设功率，直至所述第二光声信号强度和所述标准光声信号强度相同；
使用具有调整后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
4.根据权利要求1所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述标准光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本标准浓度、所述第二光声信号强度对应的标准气体样本中特征气体的样本测量浓度、以及所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度；
根据所述样本标准浓度和所述样本测量浓度，确定浓度测量误差；
根据所述浓度测量误差，对所述测量浓度进行修正，得到所述实际浓度。
5.根据权利要求1所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第二光声信号强度对应的所述窄带宽激光的实际功率；
根据所述实际功率和所述预设功率，确定所述窄带宽激光功率的功率衰减比率；
根据所述功率衰减比率修正所述预设功率；
使用具有修正后的预设功率的窄带宽激光重新测量所述待测气体样品中特征气体，以对所述第一光声信号强度进行修正得到所述待测气体样品中特征气体的实际光声信号强度；
根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述实际光声信号强度对应的所述实际浓度。
6.根据权利要求1所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述测量单元包括激光单元、分光单元、第一气体检测单元以及第二气体检测单元；所述控制单元向所述脱气单元、气路单元以及所述测量单元发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元通过所述气路单元流入所述测量单元，并控制所述测量单元中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度的步骤，包括：
所述控制单元向所述脱气单元、气路单元、所述第一气体检测单元以及所述第二气体检测单元发送测量使能信号，以控制所述待测气体样品从所述脱气单元通过所述气路单元流入所述第一气体检测单元；
所述控制单元向所述激光单元发送发光使能信号，以控制所述激光单元发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光；
所述分光单元根据设定的功率比例将所述窄带宽激光分为第一光束和第二光束；
所述控制单元控制所述第一气体检测单元中的光声光谱器件使用所述第一光束测量所述待测气体样品中特征气体，所述第一气体检测单元中的光声光谱器件检测所述待测气体样品中特征气体吸收所述第一光束后产生的第一光声信号，并向所述控制单元反馈所述第一光声信号；
所述控制单元控制所述第二气体检测单元中的光声光谱器件使用所述第二光束测量所述标准气体样本中特征气体，所述第二气体检测单元中的光声光谱器件检测所述标准气体样本中特征气体吸收所述第二光束后产生第二光声信号，并向所述控制单元反馈所述第二光声信号；
所述控制单元根据接收到的所述第一光声信号和所述第二光声信号确定待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度。
7.根据权利要求6所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述激光单元包括温控单元和激光组件；所述控制单元向所述激光单元发送发光使能信号，以控制所述激光单元发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光的步骤，包括：
所述控制单元向所述温控单元发送所述发光使能信号；
所述温控单元根据所述发光使能信号，控制所述激光组件在多个控温温度的控制下发射与各控温温度对应的窄带宽激光；
所述控制单元记录与各控温温度对应的第一光声信号强度，并将所述第一光声信号强度最大时对应的控温温度记录为预设温度，所述预设温度与所述预设波长对应；
所述温控单元根据所述预设温度，控制所述激光组件在所述预设温度的控制下发射具有预设功率和预设波长的窄带宽激光。
8.根据权利要求1至7任一项所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同；
若相同，则根据气体浓度、窄带宽激光功率与光声信号强度的对应关系，确定所述第一光声信号强度对应的待测气体样品中特征气体的测量浓度，得到所述实际浓度。
9.根据权利要求8所述的油浸式设备油气检测方法，其特征在于，所述根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度的步骤，包括：
判断所述第二光声信号强度是否低于告警阈值；
若是，则向所述控制单元反馈测量单元故障告警；
若否，则判断所述第二光声信号强度与所述标准光声信号强度是否相同。
10.一种油浸式设备油气检测装置，其特征在于，包括控制单元、油路单元、脱气单元、气路单元以及测量单元：
所述控制单元用于向所述油路单元发送采样使能信号、向所述油路单元和所述脱气单元发送脱气使能信号、以及向所述脱气单元、气路单元和所述测量单元发送测量使能信号；
所述油路单元用于根据所述采样使能信号从油浸式设备中获取冷却油样品，并根据所述脱气使能信号控制所述冷却油样品流入所述脱气单元；
所述脱气单元用于根据所述脱气使能信号对所述冷却油样品进行脱气以得到待测气体样品，并根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品流入所述气路单元；
所述气路单元用于根据所述测量使能信号控制所述待测气体样品从所述气路单元流入所述测量单元；
所述测量单元用于根据所述测量使能信号控制所述测量单元中的光声光谱器件使用具有预设功率和预设波长的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的第一光声信号强度、以及标准气体样本中特征气体的第二光声信号强度；
所述控制单元还用于根据所述第二光声信号强度与所述标准气体样本中特征气体的标准光声信号强度、以及所述第一光声信号强度，得到所述待测气体样品中特征气体的实际浓度，并根据所述实际浓度确定所述油浸式设备的运行故障类型。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An oil and gas detection method and device for oil immersed equipment Effective date of registration: 20220610 Granted publication date: 20210817 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUBEI INFOTECH CO.,LTD. Registration number: Y2022420000153 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230922 Granted publication date: 20210817 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: HUBEI INFOTECH CO.,LTD. Registration number: Y2022420000153 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |