CN112213266A - 一种具有激光器调温功能的激光监控装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种具有激光器调温功能的激光监控装置，应用于油浸式设备运行故障的在线监控中，其包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；油路单元用于从油浸式设备中获取冷却油样品；脱气单元用于对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品；气路单元用于将待测气体样品输入所述测量单元；测量单元用于根据激光二极管的漏光参数以及激光二极管的实时温度控制激光二极管工作在预设温度范围内，并使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量待测气体样品中特征气体的浓度，进而确定油浸式设备的运行故障。所述具有激光器调温功能的激光监控装置可实现油浸式设备中产生的特征气体的实时、在线检测监控。

Description

一种具有激光器调温功能的激光监控装置

技术领域

本申请涉及油浸式设备监控领域，尤其涉及一种具有激光器调温功能的激光监控装置。

背景技术

油浸式设备是一种长时间浸入在保护油中并进行工作的设备，较为常见的油浸式设备有油浸式电力变压器。油浸式电力变压器指变压器浸入在油中，使用油保护变压器，但在油浸式变压器的使用过程中，由于发热放电等原因，会导致充油电器设备中的油纸绝缘材料老化和分解，产生多种低分子烃类和二氧化碳、一氧化碳等气体并溶于油中，因此，根据油中的气体种类和含量即可检测出油浸式电力变压器的故障和异常状态。现有对油中气体进行检测的方法主要为气相色谱法，气相色谱法是指对变压器进行人工巡检，并抽取油样集中到实验室使用气相色谱仪进行分析，该方法存在人力和时间成本高、测试元件对油蒸汽和湿度敏感、环境适应能力差、检测效率低和无法实现实时监测等问题。

所以，现有油浸式电力变压器的检测设备存在人力和时间成本高、环境适应能力差、检测效率低、无法实时监测气体浓度的技术问题，需要进行改进。

发明内容

本申请实施例提供一种具有激光器调温功能的激光监控装置，用于解决现有的油浸式电力变压器的检测设备存在人力和时间成本高、环境适应能力差、检测效率低、无法实时监控油气状态的技术问题，可实现对油浸式设备运行故障进行实时、在线监控。

本申请实施例提供一种具有激光器调温功能的激光监控装置，其包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；其中：

所述油路单元用于在所述控制单元向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入所述脱气单元；

所述脱气单元用于在所述控制单元向其发送的脱气使能信号的驱使下，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并将所述待测气体样品输入所述气路单元；

所述气路单元用于在所述控制单元向其发送的测量使能信号的驱使下，将所述待测气体样品输入所述测量单元；

所述测量单元包括激光器，所述激光器包括用于产生窄带宽激光的激光二极管，所述测量单元用于根据所述激光二极管的漏光参数以及所述激光二极管的实时温度控制所述激光二极管工作在预设温度范围内，并使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的浓度；

所述控制单元还用于根据所述待测气体样品中的特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障。

本申请的有益效果是：本申请提供的具有激光器调温功能的激光监控装置包括与油浸式设备连接的油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元，通过各单元模块的联合作用，实现对所述油浸式设备中产生的特征气体的实时、在线监控，从而及时、准确的确定所述油浸式设备的运行故障类型；此外，所述测试单元根据激光二极管的漏光参数和实时温度准确控制激光二极管工作在预设温度范围内，保证激光二极管输出频率和功率均稳定的窄带宽激光，提升了测试单元对特征气体浓度检测的准确性和灵敏性；并且在激光二极管射出的窄带宽激光的通路上设置双光学隔离器，对所述窄带宽激光进行过滤和偏振方向调整，提高了所述窄带宽激光的平行性和窄带宽激光频率的一致性，有利于进一步提升测试单元对特征气体浓度检测的准确性和灵敏性。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的激光监控系统的场景示意图；

图2是本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置的结构原理图；

图3是本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的测量单元的结构原理图；

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为本申请实施例提供的测量单元的第二种结构示意图；

图7是本申请实施例提供的激光器的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的测量单元中各电压获取模块的连接结构示意图；

图9是本申请实施例提供的温度控制模块的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的温度控制模块中的调温电路原理图；

图11为本申请实施例提供的信号处理器中光电转换电路的电路原理图；

图12为本申请实施例提供的信号处理器中第一信号放大电路的电路原理图；

图13为本申请实施例提供的信号处理器中带通滤波电路的电路原理图；

图14为本申请实施例提供的信号处理器中第二信号放大电路的电路原理图；

图15为本申请实施例提供的信号处理器中A/D转换电路的电路原理图。

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做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。

请参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的激光监控系统的场景示意图，图2是本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置的结构原理图。所述激光监控系统可以包括油浸式设备11和具有激光器调温功能的激光监控装置12，具有激光器调温功能的激光监控装置12与油浸式设备11通过管道连接。其中，油浸式设备11包括油浸式变压器等，所述油浸式变压器包括变压器，以及对所述变压器进行冷却的油，所述油浸式变压器用于改变线路中的传输电压；具有激光器调温功能的激光监控装置12包括油路单元121、脱气单元122、气路单元123、测量单元124和控制单元125等，用于对油浸式设备11的运行状态进行监控，以判断油浸式设备11的运行故障。

需要说明的是，图1所示的系统场景示意图仅仅是一个示例，本申请实施例描述的服务器以及场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着系统的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。

具有激光器调温功能的激光监控装置12可实现对油浸式设备11的冷却油中的气体进行实时监测，以确定油浸式设备11中已经存在的故障类型，或将要发生的故障类型；对于确定为将要发生的故障类型，具有激光器调温功能的激光监控装置12还可以预估该故障类型发生的时间。

在具有激光器调温功能的激光监控装置12中，油路单元121用于在控制单元125向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备11中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入脱气单元122。可选地，连接油路单元121与油浸式设备11的管道中设置有油阀和油泵，当控制单元125向油路单元121发送所述采样使能信号时，油路单元125与油浸式设备11之间的油阀打开，油泵从油浸式设备11中将冷却油样品抽取到油路单元121中，其中抽取的所述冷却油样品的体积根据需求设置，例如从油浸式设备11中抽取60毫升的冷却油样品。油路单元121将抽取的所述冷却油样品输入脱气单元122中，以进行下一阶段的脱气操作。

脱气单元122用于在控制单元125向其发送的脱气使能信号的驱使下，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并将所述待测气体样品输入气路单元123。可选地，脱气单元122可以采用顶空脱气的方式对冷却油样品进行脱气处理，或者采用脱气膜管对冷却油样品进行脱气处理。所述顶空脱气的方式指使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、同时对冷却油进行搅拌的方式，使得冷却油中的待测气体样品分离出来。所述采用脱气膜管脱气的方式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出冷却油样品中的待测气体样品。脱气单元122还用于将得到的所述待测气体样品输入气路单元123，以进行下一步操作。

气路单元123用于在控制单元125向其发送的测量使能信号的驱使下，将所述待测气体样品输入测量单元124。可选地，气路单元123包括气阀和气泵，当控制单元125向气路单元123发送所述测量使能信号时，气路单元123中的气阀打开，气泵启动将气路单元123中的所述待检测气体样品输入测量单元124中，以进行下一阶段的气体成分和含量的检测操作。

测量单元124用于在控制单元125向其发送的测量使能信号的驱使下对所述待检测气体样品的成分和含量进行检测。可选地，测量单元124包括光声光谱器件，所述光声光谱器件使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中各特征气体的浓度，所述特征气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、二氧化碳、乙烷。其中光声光谱器件的工作原理是：利用具有特定频率的激光照射待检测气体样品，待检测气体样品中与所述特定频率的激光相对应的气体会吸收激光能量而处于激发态，然后以释放热能的方式退回基态，在释放热能的过程中会对周围介质以特定的频率进行周期性加热，从而产生周期性的压力波，之后通过微音拾音器等器件收集该压力波并形成数据曲线，数据曲线所围成的面积代表待测气体样品中与该特定频率的激光相对应的气体的含量，从而实现对待测气体样品进行定性定量分析。需要说明的是，所谓窄带宽激光是指激光频率的波动范围小、激光频率一致性好的激光光束；本申请实施例中采用窄带宽激光对特征气体的浓度进行检测，相较于普通带宽的激光，提高了对特征气体检测的灵敏度和准确度，有利于及时、准确的发现特征气体，确定或提前预测油浸式设备的运行故障。

在一种实施例中，特征气体指从冷却油中分离出的导致油浸式设备出现故障的气体；不同种类的特征气体及不同种类特征气体的不同浓度，导致的油浸式设备的运行故障类型不同，且在不同种类的特征气体的浓度较低时，油浸式设备的运行故障不会发生，但可以通过对各种类的特征气体进行预测，从而对油浸式设备的运行故障进行预测。使得油浸式设备出现故障的特征气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、二氧化碳、乙烷，在测量待测气体样品中特征气体的浓度时，出现的特征气体可能仅有一种，即仅有一种特征气体的浓度大于0，而其他特征气体的浓度为0。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置的结构示意图，所述具有激光器调温功能的激光监控装置从油浸式设备中获取待测气体样品并传输至所述测量单元的过程包括以下阶段：

第一阶段，本阶段主要是将油罐210内的压强抽至第一目标压强，以使油浸式设备11与油罐210之间形成负压，使得油浸式设备11中冷却油样品进入油罐210内。首先，所述控制单元控制脱气单元中的抽气器件220中第一驱动马达223驱动活塞222的抽吸将油罐210内的气体抽入抽气器件220中的气缸221内，以及将所述气缸221内的气体通过气路单元排出，使油罐210内形成负压。所述气路单元包括第一气阀310、第二气阀320、第三气阀330和第四气阀340。例如，将第一气阀310中第一端口311和第二端口312连通，抽气器件220将油罐210内的部分气体抽入气缸221内，然后将第一气阀310中的第一端口311和第三端口313连通，气缸221中的气体通过第三气阀330排出。重复上述步骤，使得油罐210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210内的第一目标压强可以为2Kpa，所述油罐210内的压强可以由压力传感器230直接获取。

第二阶段，油罐210与油浸式设备11之间的压强差使油浸式设备11内的冷却油样品进入所述油罐210。首先，所述控制单元控制第一阀门S1打开使所述油浸式设备11与所述油罐210贯通，由于所述油浸式设备11与所述油罐210之间的压差，所述油浸式设备11内的所述冷却油样品进入所述油罐210内；当所述油罐210内的冷却油样品达到上液位传感器211所测量的高度时，所述控制单元控制所述第一阀门S1关闭。所述上液位传感器211高度的设置可以根据所述油罐210的高度进行设置，例如所述上液位传感器211的高度可以所述油罐210的高度的75％，或者所述上液位传感器211高度的设置可以根据所述油罐210内搅拌构件213的搅拌速度进行设置，例如当搅拌构件213的搅拌速度为2400rpm时，所述上液位传感器211的高度可以所述油罐210的高度的75％，当搅拌构件213的搅拌速度为3000rpm时，所述上液位传感器211的高度可以所述油罐210的高度的70％，避免因所述搅拌构件213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210的临界高度，其中，搅拌机构213由连接驱动马达215的旋转磁铁214带动旋转；或者，所述上液位传感器211高度的设置可以根据所述油罐210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211的高度可以所述油罐210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211的高度可以所述油罐210的高度的70％。

第三阶段，所述冷却油样品中的待测气体通过抽气器件220及所述气路单元进入所述测量单元。首先，所述控制单元控制所述第一气阀310的第一端口311和第二端口312连通，使所述抽气器件220与所述油罐210连通，然后所述控制单元控制搅拌构件213对所述油罐210内的冷却油样品进行搅拌，然后所述抽气器件220将所述冷却油样品中的待测气体抽入所述抽气器件220中的气缸221中，然后所述控制单元控制所述第一气阀310的第一端口311和第二端口312断开，以及控制使所述第一气阀310的第一端口311和第三端口313连通，打开第二气阀320和第四气阀340，关闭第三气阀330，以使得所述待测气体通过气路单元进入测量单元；其次，重复上述步骤，直到所述油罐210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310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。

第四阶段，所述油罐210内的所述冷却油样品回流至所述油浸式设备11内。首先，所述控制单元控制第二阀门S2，使所述油浸式设备11内与所述油罐210连通，然后控制所述油泵S3将所述油罐210内的所述冷却油样品抽至所述油浸式设备11内，当所述油罐210内的冷却油样品的液面达到油罐210内的下液位传感器212所测量的高度时，所述控制单元控制油泵S3停止工作以及将第二阀门S2闭合。所述下液位传感器212所测量的高度可以为所述油罐210的底端，具体位置本申请不作详细限定。

根据上述具有激光器调温功能的激光监控装置的工作过程，由于需要将油罐210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213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11运行状态监控设备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11运行状态监控设备通常无法准确设置油气分离设备中搅拌构件213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213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，测量单元实际获取的待测气体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浓度值与预测浓度的差值对下一周期的搅拌构件213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三阈值；若所述第一差值大于第三阈值，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213的第二搅拌速度；若所述第一差值小于第三阈值，所述搅拌构件213的第一搅拌速度为当前测量周期内所述搅拌构件213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三阈值时，需要进行搅拌速度的调整，而搅拌构件213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213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213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213的临界搅拌速度；若所述第二搅拌速度大于所述搅拌构件213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213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213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213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213的搅拌速度提高后，对应的油罐210内的所述冷却油样品的液面高度将会增加，由于油罐210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210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213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213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213的搅拌速度。

在一种实施例中，所述油罐210中的抽气器件220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中脱离。

进一步地，请参阅图4，图4是本申请实施例提供的测量单元的结构原理图。测量单元124包括激光器101、光声池102及信号处理器103。其中，激光器101用于产生特定频率的窄带宽激光；光声池102是所述待测气体样品在测量单元124中的流通通道，也是激光器101发射的窄带宽激光与所述待测气体发生能力传递作用的场所，并且光声池102内部设置有微音拾音器，用于收集窄带宽激光照射到特征气体后产生的光声信号，并将光声信号转化为电信号传输至信号处理器103；信号处理器103用于对光声池101传输的电信号进行放大、去噪等处理操作，并生成数据曲线，输出待测气体样品中特征气体的浓度。

如图5，图5为本申请实施例提供的测量单元124的第一种结构示意图，所述测量单元124包括多个互不干扰的检测单元21。

具体的，所述气路单元123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123流入所有所述检测单元21。

所述检测单元21用于根据所述测量使能信号分别使用与所述检测单元21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，所述检测单元21待测的特征气体是指所述检测单元21需要测量的特征气体；所述检测单元21根据所述测量使能信号控制所述检测单元21中的光声光谱器件使用与所述检测单元21待测的特征气体对应的窄带宽激光。

需要说明的是，每个所述检测单元21均能独立实现一种特征气体的测量，在多个检测单元21中均冲入待测气体样品，可以利用互不干扰的多个检测单元21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，不同的检测单元21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。

在一种实施例中，多个所述检测单元21串联连接，也可以理解为多个所述检测单元21级联连接；所述气路单元123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123依次流入所有所述检测单元21中。

其中，相邻两级所述检测单元21之间通过连接管L连通，所述连接管L上设置有阀门，从而使得待测气体样品可以依次流入所述检测单元21，同时可以保证所有检测单元21之间互不干扰。

需要说明的是，每个所述检测单元21均设置有进气口Lb和出气口Lc，测量单元124包括m个检测单元21时，m个检测单元21级联连接，位于第一级的检测单元21的进气口Lb也可以通过设置有阀门的连接管L与气路单元123连通，以用于接入所述气路单元123流出的所述待测气体样品；待测气体样品流入第一级的检测单元21后，待测气体样品通过连接管L依次流入所有检测单元21中；位于最后一级的检测单元21的出气口Lc也可以通过设置有阀门的连接管L与气路单元123连通，以用于将测量完成后的待测气体样品从检测单元21流入气路单元123中，测量完成后的待测气体样品经气路单元123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Lb和所述出气口Lc可以位于所述检测单元21的同一侧，以便于相邻两级所述检测单元21之间通过连接管L连通。

如图6，图6为本申请实施例提供的测量单元124的第二种结构示意图。

在一种实施例中，所述测量单元124还包括箱体K，所有检测单元21均设置于所述箱体K内。

在一种实施例中，所述箱体K可以为方体结构，所述箱体K的内壁上设置有多个用于承托检测单元21的滑轨K1，多个所述滑轨K1沿所述箱体K的高度方向间隔排布，所述检测单元21与所述滑轨K1一一对应；所述检测单元21与所述滑轨K1沿所述滑轨K1的长度方向滑动连接，以便于所述检测单元21的检修和更换，如一个检测单元21出现故障时，工作人员可以将检测单元21从箱体K中拉出以进行检修，当检测单元21无法修复时，可以使用功能正常的检测单元21替换出现故障的检测单元21，以避免单个检测单元21出现故障时导致测量单元124无法工作。

在一种实施例中，所述箱体K上还设置有接口K2，至少一个所述接口K2与所述控制单元125连接，所述检测单元21上设置有与所述接口K2配套的接头K3，所述接头K3插设于所述接口K2上。通过接口K2和接头K3的对接搭建一个信息交互桥梁，以实现所述控制单元125与所述检测单元21的信息交互，从而实现所述控制单元125对所述检测单元21的控制以及所述检测单元21对所述控制单元125的信息反馈。

进一步地，请参阅图7，图7是本申请实施例提供的激光器的结构示意图。激光器101包括激光二极管1011，所述激光二极管1011用于产生窄带宽激光，所述窄带宽激光与所述待测气体样品发生能量传递作用，以产生光声信号。需要说明的是，所述窄带宽激光因为具有稳定且一致性好的激光频率，可以精准地针对单种特征气体进行能量传递作用，而不会与其它种类的气体发生作用，从而使特征气体浓度的检测结果保持较高的准确度，并且由于排除了其它种类气体对检测结果的干扰，相应地提升对单种特征气体浓度检测的灵敏度。

可选地，所述激光二极管1011可以产生多种频率的窄带宽激光，每一种频率的窄带宽激光对应一种特征气体，例如，本申请实施例中需要检测的特征气体可以包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、二氧化碳、乙烷，在进行特征气体浓度检测时，所述激光二极管1011可以依次发出与各个特征气体相对应的特定频率的窄带宽激光，以实现对各个特征气体浓度的依次检测。需要说明的是，本申请实施例使用测量单元124对多种特征气体进行检测的顺序不做限制。

进一步地，本申请实施例中，测量单元124可以根据激光二极管1011的漏光参数以及激光二极管1011的实时温度控制激光二极管1011工作在预设温度范围内。需要说明的是，激光二极管1011的实时温度会影响激光二极管1011的工作电压，进而对激光二极管1011发射窄带宽激光的稳定性产生影响，激光二极管1011只有在特定的温度范围内才能输出频率和功率均稳定的窄带宽激光束，并且只有频率和功率均稳定的窄带宽激光束才能准确检测特征气体浓度。本申请实施例提供的激光二极管1011具有一最佳工作温度T，激光二极管1011的实际工作温度与最佳工作温度T越接近，激光二极管1011输出的窄带宽激光的频率和功率的稳定性越高，对应的特征气体浓度检测的精度也越高，需要说明的是，最佳工作温度T可以因激光器的不同而有不同的值，此处对最佳工作温度T不做限制。

测量单元124以激光二极管1011的漏光参数和实时温度为依据，对激光二极管1011的工作温度进行实时调控，以保证激光二极管1011在预设温度范围内工作，该预设温度范围可以是所述最佳工作温度T前后波动一特定温度值所形成的温度区间，激光二极管1011在该温度区间内可以输出频率和功率均符合要求的窄带宽激光；本申请实施例以激光二极管1011的漏光参数和实时表面温度作为对激光二极管1011进行温度调控的指标，可实现对激光二极管1011工作温度的准确调控，使激光二极管1011的工作温度维持在所述最佳工作温度T前后波动0.001℃的温度范围内，保证较高的特征气体浓度检测精度水平。

在一种实施例中，激光器101还包括热敏电阻1012，热敏电阻1012用于测量激光二极管1011的实时温度；热敏电阻1012与激光二极管1011之间的距离小于或等于第一阈值，以保证热敏电阻1012对激光二极管1011的实时温度测量的准确性。可选地，所述第一阈值可以是0，当所述第一阈值为0时，热敏电阻1012紧贴激光二极管1011设置，此时热敏电阻1012对激光二极管1011的实时温度测量的准确性最高；所述第一阈值也可以非零常数，例如所述第一阈值可以是5微米，即热敏电阻1012与激光二极管1011之间可以保留一段距离，但该距离必须保持在某一特定范围内而不能过大，以保证热敏电阻1012可以准确测量激光二极管1011的实时温度。

在一种实施例中，激光器101还包括监控光电二极管1013，监控光电二极管1013设置于激光二极管1011的激光发射面的背侧，用于检测激光二极管1011的漏光参数。需要说明的是，激光二极管1011产生的窄带宽激光由其激光发射面射出，同时会有部分激光偏离出射方向而被监控光电二极管1013所捕获，通过监控光电二极管1013捕获的激光的量确定激光二极管1011的漏光参数。

进一步地，请参阅图8，图8是本申请实施例提供的测量单元中各电压获取模块的连接结构示意图。所述测量单元124还包括第一电压获取模块U1，第一电压获取模块U1用于通过热敏电阻1012得到激光二极管1011的实时工作电压，具体方法是：第一电压获取模块U1获取热敏电阻1012的实时电压和实时电流，并将实时电压和实时电流作比得到热敏电阻1012的实时阻值；预先建立热敏电阻1012的阻值、热敏电阻1012的温度及激光二极管1011的温度之间的第一对照数据表，并存储于第一电压获取模块U1中，第一电压获取模块U1在得到热敏电阻1012的实时阻值后，调用所述第一数据对照表，得到激光二极管1011的实时温度；预先建立激光二极管1011的温度与激光二极管1011的工作电压之间的第二数据对照表，并存储于第一电压获取模块U1中，第一电压获取模块U1在得到激光二极管1011的实时温度后，调用所述第二数据对照表，得到所述激光二极管1011的实时工作电压。

所述测量单元124还包括第二电压获取模块U2，所述第二电压获取模块U2用于通过监控光电二极管1013得到激光二极管1011的实时损失电压，具体方法是：所述第二电压获取模块U2获取监控光电二极管1013的实时电压和实时电流，并将实时电压和实时电流作比得到所述监控光电二极管1013的实时阻值；预先建立监控光电二极管1013的阻值与激光二极管1011的漏光参数之间的第三数据对照表，并存储于所述第二电压获取模块U2中，第二电压获取模块U2在得到监控光电二极管1013的实时阻值后，调用所述第三数据对照表，得到所述激光二极管1011的漏光参数；预先建立激光二极管1011的漏光参数与激光二极管1011的损失电压之间的第四数据对照表，并存储于所述第二电压获取模块U2中，第二电压获取模块U2得到激光二极管1011的漏光参数后，调用所述第四数据对照表，进而得到所述激光二极管1011的实时损失电压。

所述测量单元124还包括第三电压获取模块U3，所述第三电压获取模块U3用于根据所述第一电压获取模块U1得到的所述激光二极管1011的实时工作电压以及所述第二电压获取模块U2得到的所述激光二极管1011的实时损失电压，计算得出所述激光二极管1011的有效工作电压。具体计算方法是：激光二极管1011的有效工作电压等于激光二极管1011的实时工作电压与激光二极管1011的实时损失电压之差。

需要说明的是，激光二极管1011产生的全部窄带宽激光可以划分为两部分，一部分窄带宽激光自激光二极管1011的出光面沿直线射出，这部分窄带宽激光称为准直光；另一部分窄带宽激光没有沿直线射出，而被监控光电二极管1013所捕获，这部分窄带宽激光称为漏光；第一电压获取模块U1通过热敏电阻1012得到的激光二极管1011的实时工作电压是激光二极管1011用于产生全部窄带宽激光的电压；第二电压获取模块U2通过监控光电二极管1013得到的激光二极管1011的实时损失电压是激光二极管1011用于产生所述漏光部分的电压；激光二极管1011用于产生全部窄带宽激光的电压与用于产生所述漏光部分的电压之差即为激光二极管1011用于产生所述准直光部分的电压，也即是通过第三电压获取模块U3得到的激光二极管1011的有效工作电压。应当理解的是，激光二极管1011的有效工作电压是影响用于进行气体分析的窄带宽激光的频率和功率的直接因素，其维持在预定电压范围内是保证所述测量单元124准确测量待测气体样品中特征气体浓度的关键所在；而激光二极管1011的温度又会对激光二极管1011的有效工作电压产生影响，因此，若要维持激光二极管1011的有效工作电压在预设电压范围内稳定，则需要对激光二极管1011的温度进行控制。

请参阅图9和图10，图9是本申请实施例提供的温度控制模块的结构示意图，图10是本申请实施例提供的温度控制模块中的调温电路原理图。在一种实施例中，所述测量单元124还包括温度控制模块，所述温度控制模块用于对激光二极管1011的温度进行调控。具体地，所述温度控制模块包括电压控制器201、稳压器202、电压比较器203、微程序控制器204和调温器205，其中电压控制器201、稳压器202、电压比较器203和微程序控制器204构成所述温度控制模块的调温电路TC。所述电压控制器201用于提供参考电压，所述参考电压是预设的激光二极管1011的有效工作电压的最佳值，即当激光二极管1011的有效工作电压等于所述参考电压时，激光二极管1011可以发射特定频率和功率的窄带宽激光，并用于待测气体样品中特征气体的浓度检测，使测量单元124的测量精度和灵敏度均达到最佳；此外，激光二极管1011的有效工作电压越接近所述参考电压，测量单元124对特征气体浓度测量的精度和灵敏度也越高。所述稳压器202的输入端电性连接所述电压控制器201的输出端，用于对所述电压控制器201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。所述电压比较器203的第一输入端与所述稳压器202的输出端电性连接，所述电压比较器203的第二输入端与所述第三电压获取模块U3的输出端电性连接，所述电压比较器203用于比较所述激光器二极管1011的有效工作电压与所述电压控制器201提供的参考电压的电压值，并将比较结果传输至所述微程序控制器204。所述微程序控制器204的输入端与所述电压比较器203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205发送相应的调温指令；具体地，当所述比较结果是激光二极管1011的有效工作电压小于所述参考电压时，所述微程序控制器204向所述调温器205发送降低激光二极管1011温度的调温指令；当所述比较结果是激光二极管1011的有效工作电压大于所述参考电压时，所述微程序控制器204向所述调温器205发送升高激光二极管1011温度的调温指令；当所述比较结果是激光二极管1011的有效工作电压等于所述参考电压时，所述微程序控制器204向所述调温器205发送维持激光二极管1011温度的调温指令。所述调温器205的输入端与所述微程序控制器204的输出端电性连接，用于在所述调温指令的控制下，调控所述激光二极管1011的温度，以使所述激光二极管1011工作在预设温度范围内。

继续参阅图7和图9所示，在一种实施例中，所述调温器205包括半导体制冷器1014，所述半导体制冷器1014与所述激光二极管1011之间的距离小于或等于第二阈值，以保证半导体制冷器1014对激光二极管1011的温度进行准确、灵敏地调控。可选地，所述第二阈值可以是0，当所述第二阈值为0时，半导体制冷器1014紧贴激光二极管1011设置，此时半导体制冷器1014对激光二极管1011的温度进行调控的准确性和灵敏性最高；所述第二阈值也可以非零常数，例如所述第二阈值可以是10微米，即半导体制冷器1014与激光二极管1011之间可以保留一段距离，但该距离必须保持在某一特定范围内而不能过大，以保证半导体制冷器1014可以准确、灵敏地调控激光二极管1011的实时温度。

本申请实施例通过激光二极管的漏光参数得到激光二极管的实时损失电压，并通过激光二极管的实时温度得到激光二极管的实时工作电压，利用所述实时工作电压和所述实时损失电压得到激光二极管的有效工作电压，将所述有效工作电压与参考电压的比较结果作为对激光二极管进行温度调控的依据，并根据激光二极管的温度对激光二极管有效工作电压的影响作用，调控激光二极管工作在预设温度范围内，从而保证激光二极管的有效工作电压维持在预设电压范围内，进而保证激光二极管发射出频率和功率均稳定的窄带宽激光，提升测量单元对待测气体样品中特征气体浓度检测的准确性和灵敏性；具体地，本实施例中通过上述设计对激光二极管的温度进行调控，使激光二极管输出的窄带宽激光的波长变化小于0.1纳米，所述窄带宽激光的功率变化率小于1％。

请继续参阅图7，在一种实施例中，所述激光器101还包括设置于所述激光二极管1011发射的激光通路上的双光学隔离器1015，所述双光学隔离器1015用于过滤和调整激光偏振方向，以使得激光二极管1011发射的窄带宽激光形成平行光射出。

具体地，所述双光学隔离器1015包括相邻设置的第一光学隔离器L1和第二光学隔离器L2，且所述第二光学隔离器L2的透光轴方向与通过所述第一光学隔离器L1的激光的偏振方向一致。需要说明的是，激光二极管1011发射窄带宽激光在穿过第一光学隔离器L1时，第一光学隔离器L1对其进行第一次过滤和偏振方向调整，以滤除部分所述窄带宽激光中的非平行杂光，并将所述窄带宽激光的偏振方向旋转第一角度；之后所述窄带宽激光继续穿过第二光学隔离器L2，第二光学隔离器L2对其进行第二次过滤和偏振方向调整，对所述窄带宽激光中的非平行杂光进行进一步过滤，并将所述窄带宽激光的偏振方向继续旋转第二角度。经过所述双光学隔离器1015的双重过滤和偏振方向调整，使得激光二极管1011发射的窄带宽激光形成平行光射出，并且所述窄带宽激光在经过双重过滤之后，其频率的一致性和稳定性也得到提升；此外，经过双光学隔离器1015的两次偏振方向调整，所述窄带宽激光在激光器101内产生的部分反射光无法再次穿过双光学隔离器1015射向激光二极管1011，从而消除了反射光对激光二极管1011性能的影响。

进一步地，所述第一光学隔离器L1包括第一起偏器L11和第一磁致旋光器L12，所述第二光学隔离器L2包括第二起偏器L21和第二磁致旋光器L22，所述第二起偏器L21的透光轴方向与通过所述第一光学隔离器L1的激光的偏振方向一致。第一起偏器L11对所述窄带宽激光中的非平行杂光进行第一次过滤，第一磁致旋光器L12使所述窄带宽激光的偏振方向旋转所述第一角度，第二起偏器L21对所述窄带宽激光中的非平行杂光进行第二次过滤，第二磁致旋光器L22使经过第一磁致旋光器L12的所述窄带宽激光的偏振方向继续旋转所述第二角度。可选地，所述第一角度与所述第二角度的和等于90度，即射出双光学隔离器1015的窄带宽激光的偏振方向与射入双光学隔离器1015的窄带宽激光的偏振方向垂直，完全消除反射光再次穿过双光学隔离器1015而射向激光二极管1011的可能。

进一步地，所述激光器101还包括设置于所述激光二极管1011发射的激光通路上的光学窗口1016，双光学隔离器1015设置于激光二极管1011与光学窗口1016之间，光学窗口1016的透光轴方向与通过双光学隔离器1015的激光的偏振方向一致。光学窗口1016对射出双光学隔离器1015的窄带宽激光进行进一步过滤，提升了窄带宽激光的偏振方向一致性和平行性。

进一步地，所述激光器101还包括设置于激光二极管1011和双光学隔离器1014之间的光学透镜1017，光学透镜1017用于对射出激光二极管1011的窄带宽激光的平行性进行初步调整。

所述激光器101还包括壳体，所述壳体具有一腔体，激光二极管1011、热敏电阻1012、监控光电二极管1013、半导体制冷器1014、双光学隔离器1015、以及光学透镜1017均设置于所述腔体内，光学窗口1016设置于所述壳体上，光学窗口1016是所述窄带宽激光从所述腔体内射出的通道。所述壳体上还设置有引脚区101a，所述引脚区101a是激光器101内部电路与外部电路连接的接口端。

请参阅图4、图11至图15，在一种实施例中，所述信号处理器103包括：

光电转换电路1031，光电转换电路1031用于将光声信号转换成电信号，此时的电信号为模拟信号，最终所述模拟信号被转换成待测气体样品中特征气体浓度，详见图11；

第一信号放大电路1032，第一信号放大电路1032连接光电转换电路1031的输出端，用于放大所述模拟信号，详见图12；

带通滤波电路1033，带通滤波电路1033输入端与第一信号放大电路1032的输出端连接，带通滤波电路1033用于过滤第一信号放大电路1032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，详见图13；

第二信号放大电路1034，第二信号放大电路1034的输入端与带通滤波电路1033的输出端连接，将带通滤波电路1033的输出信号经放大传输给A/D转换电路1035，这相当于是二次放大信号，目的是为了使得A/D转换电路1035得到的信号更加精准，更加便于转换，详见图14；以及

A/D转换电路1035，A/D转换电路1035的输入端与第二信号放大电路1034的输出端连接，用于将第二信号放大电路1034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，将得到的数字量传输给浓度调节单元，详见图15。

请继续参阅图1，所述测量单元124使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的浓度后，所述控制单元125根据所述待测气体样品中的特征气体浓度确定所述油浸式设备11的运行故障。在对油浸式设备11的运行故障进行预测时，考虑到油浸式设备11的故障类型不同，对应的特征气体的种类不同，可以预先对油浸式设备的运行故障类型进行初步判断，通过分析出现的特征气体的种类，对故障类型进行预测，并在预测故障类型后，判断故障类型对应的特征气体是否形成，在故障类型对应的特征气体形成后，确定故障类型；具体步骤包括：根据所述特征气体的浓度，确定所述特征气体的种类；预设各个故障类型对应的标准浓度变化曲线，根据所述标准浓度变化曲线、以及所述特征气体的种类，对所述油浸式设备的运行故障类型进行预测，得到预测结果；根据所述预测结果、所述特征气体的浓度变化曲线，预测所述预设故障类型对应的其他特征气体的出现；在所述预设故障类型对应的其他特征气体出现时，确定所述油浸式设备的运行故障类型；具体的，预设各故障类型对应的标准浓度变化曲线中含有各特征气体的曲线，将各故障类型对应的特征气体的种类整理成表，如下表1：

表1

从表1中可以看出，当油浸式设备11的故障类型不同时，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。

基于表1，在检测到氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、甲烷、乙烷时，可以判断油浸式设备的运行故障类型可能为冷却油和纸过热或者冷却油和纸中电弧放电，根据该预测，同时基于特征气体的浓度变化曲线，预测预设故障类型对应的特征气体即乙炔形成，在乙炔形成时，确定油浸式设备的运行故障类型为冷却油和纸中电弧放电，在乙炔未形成时，确定油浸式设备的运行故障类型为冷却油和纸过热，从而可以判断油浸式设备的运行故障类型。

需要说明的是，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。

本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置，可以实现油浸式设备中特征气体的实时、在线监控，相较于现有通过人工采样并送至实验室进行特征气体检测的方法，大大提高了设备故障预警的及时性和准确性，且节省时间和人力成本。在一些特殊时期，例如重大疫情期间，值班工人较少，通过现有人工采样的方法进行特征气体检测，不仅时效性差，而且由于工作人员较少，完成测试的难度较大，测试的准确性也无法保证，此时采用本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置进行特征气体监控更体现出了其时间和人力成本低、检测及时准确的优势。

综上所述，本申请实施例提供的具有激光器调温功能的激光监控装置包括与油浸式设备连接的油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元，通过各单元模块的联合作用，实现所述油浸式设备中产生的特征气体的实时、在线监控，从而及时、准确的确定所述油浸式设备的运行故障类型；此外，所述测试单元根据激光二极管的漏光参数和实时温度准确控制激光二极管工作在预设温度范围内，保证激光二极管输出频率和功率均稳定的窄带宽激光，提升测试单元对特征气体浓度检测的准确性和灵敏性；并且在激光二极管射出的窄带宽激光的通路上设置双光学隔离器，对所述窄带宽激光进行过滤和偏振方向的调整，提高了所述窄带宽激光的平行性和窄带宽激光频率的一致性，有利于进一步提升测试单元对特征气体浓度检测的准确性和灵敏性。

需要说明的是，虽然本申请以具体实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本申请，本领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，应用于油浸式设备运行故障的在线监控中，所述具有激光器调温功能的激光监控装置包括油路单元、脱气单元、气路单元、测量单元和控制单元；其中：

所述油路单元用于在所述控制单元向其发送的采样使能信号的驱使下，从油浸式设备中获取冷却油样品，并将所述冷却油样品输入所述脱气单元；

所述脱气单元用于在所述控制单元向其发送的脱气使能信号的驱使下，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并将所述待测气体样品输入所述气路单元；

所述气路单元用于在所述控制单元向其发送的测量使能信号的驱使下，将所述待测气体样品输入所述测量单元；

所述测量单元包括激光器，所述激光器包括用于产生窄带宽激光的激光二极管，所述测量单元用于根据所述激光二极管的漏光参数以及所述激光二极管的实时温度控制所述激光二极管工作在预设温度范围内，并使用特征气体对应的窄带宽激光分别测量所述待测气体样品中特征气体的浓度；

所述控制单元还用于根据所述待测气体样品中的特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障。

2.根据权利要求1所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述激光器包括热敏电阻，所述热敏电阻与所述激光二极管之间的距离小于或等于第一阈值。

3.根据权利要求2所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述测量单元还包括第一电压获取模块，所述第一电压获取模块用于根据所述热敏电阻的实时电压和实时电流，得到所述热敏电阻的实时阻值，根据所述热敏电阻的实时阻值得到所述激光二极管的实时温度，并根据所述激光二极管的实时温度得到所述激光二极管的实时工作电压。

4.根据权利要求3所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述激光器还包括监控光电二极管，所述监控光电二极管设置于所述激光二极管的激光发射面的背侧。

5.根据权利要求4所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述测量单元还包括第二电压获取模块，所述第二电压获取模块用于根据所述监控光电二极管的实时电压和实时电流，得到所述监控光电二极管的实时阻值，根据所述监控光电二极管的实时阻值得到所述激光二极管的漏光参数，并根据所述激光二极管的漏光参数得到所述激光二极管的实时损失电压。

6.根据权利要求5所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述测量单元还包括第三电压获取模块，所述第三电压获取模块用于从所述第一电压获取模块和所述第二电压获取模块分别获取所述激光二极管的实时工作电压和所述激光二极管的实时损失电压，并将所述实时工作电压与所述实时损失电压作差，得到所述激光二极管的有效工作电压。

7.根据权利要求6所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述测量单元还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括电压控制器、稳压器、电压比较器、微程序控制器和调温器；

所述电压控制器用于提供参考电压；

所述稳压器用于对所述电压控制器提供的参考电压进行稳压；

所述电压比较器用于比较所述激光器二极管的有效工作电压与所述电压控制器提供的参考电压的电压值，并将比较结果传输至所述微程序控制器；

所述微程序控制器用于根据所述电压比较器的比较结果向所述调温器发送调温指令；

所述调温器用于在所述调温指令的控制下，调控所述激光二极管的温度，以使所述激光二极管工作在预设温度范围内。

8.根据权利要求7所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述调温器包括半导体制冷器，所述半导体制冷器与所述激光二极管之间的距离小于或等于第二阈值。

9.根据权利要求1所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述激光器还包括设置于所述激光二极管发射的激光通路上的双光学隔离器，所述双光学隔离器用于过滤和调整激光偏振方向，以使得所述窄带宽激光形成平行光射出；

所述双光学隔离器包括相邻设置的第一光学隔离器和第二光学隔离器，所述第二光学隔离器的透光轴方向与通过所述第一光学隔离器的激光的偏振方向一致。

10.根据权利要求9所述的具有激光器调温功能的激光监控装置，其特征在于，所述第一光学隔离器包括第一起偏器和第一磁致旋光器，所述第二光学隔离器包括第二起偏器和第二磁致旋光器，所述第二起偏器的透光轴方向与通过所述第一光学隔离器的激光的偏振方向一致。

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