CN112213269A - 一种油浸式设备报警方法及油浸式设备报警装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种油浸式设备报警方法及油浸式设备报警装置，该方法通过从油浸式设备中获取冷却油样品，对冷却油样品进行脱气处理得到待测气体样品，并采用检查装置中的光声光谱器件对待测气体样品中的目标特征气体的浓度进行测量，并根据目标特征气体的浓度确定该油浸式设备的运行故障，实现了油浸式设备报警装置实时获取采样数据，以及根据目标特征气体的浓度可以预测油浸式设备的运行故障而进行报警，避免了油浸式设备的损坏；同时根据该冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，使该待测气体样品在目标脱气时间内脱离该脱气单元，提高检测速度。

Description

一种油浸式设备报警方法及油浸式设备报警装置

技术领域

本申请涉及变压器油气监测领域，特别涉及一种油浸式设备报警方法及油浸式设备报警装置。

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而发展，因此电力系统中大量采用大型油浸式电力设备(如变压器)，为了保障电力系统的安全运行，须对变压器等大型油浸式电力设备的运行状态进行预防性检验和监控。

由于油浸式电力设备均选用绝缘油、油纸或油纸板等绝缘结构，当设备内部发生热性故障、放电性故障或绝缘油、纸老化时，会产生多种气体，这些气体会溶解于油中，油中溶解的不同类型的气体可以反映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电力设备中的油样并集中到实验室后，使用气相色谱仪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报警方法及油浸式设备报警装置，用于解决现有的油浸式设备运行状态监控设备因需要人工监控及处理油样数据而无法实时获取油样数据的技术问题。

为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种油浸式设备报警方法，其中，所述油浸式设备报警方法应用于油浸式设备报警装置，所述油浸式设备报警装置包括控制单元、获取单元、处理单元、输出单元、声电单元以及报警单元，所述油浸式设备报警方法包括：

所述控制单元根据所述油浸式设备的设备性能，确定目标特征气体以及目标数量；

所述控制单元控制所述获取单元从油浸式设备中获取冷却油样品；

所述控制单元控制所述处理单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并分别输入所述目标数量匹配的至少一个检查装置中，所述检查装置包括采音构件以及信号转换电路；

所述控制单元控制所述输出单元控制所述至少一个检查装置对应的激光器，分别输出各检查装置对应的窄带宽激光，并照射至对应的检查装置，所述窄带宽激光的波长变化范围小于0.1纳米；

所述控制单元控制所述声电单元通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度，所述高频声音信号的声音频率大于40Khz；

所述控制单元控制所述报警单元根据所述待测气体样品中的目标特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障，并根据所述运行故障的类型确定是否需要在线报警，若需要则生成符合通信协议的报警信息进行报警，若不需要，则向所述油浸式设备发送修复指令；

其中，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品的步骤包括：

根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品。

同时，本申请实施例提供一种油浸式设备报警装置，其包括：

控制单元，用于根据所述油浸式设备的设备性能，确定目标特征气体以及目标数量；

获取单元，用于从油浸式设备中获取冷却油样品；

处理单元，用于根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并分别输入所述目标数量匹配的至少一个检查装置中，所述检查装置包括采音构件以及信号转换电路；

输出单元，控制所述至少一个检查装置对应的激光器，分别输出各检查装置对应的窄带宽激光，并照射至对应的检查装置，所述窄带宽激光的波长变化范围小于0.1纳米；

声电单元，通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度，所述高频声音信号的声音频率大于40Khz；

报警单元，根据所述待测气体样品中的目标特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障，并根据所述运行故障的类型确定是否需要在线报警，若需要则生成符合通信协议的报警信息进行报警，若不需要，则向所述油浸式设备发送修复指令。

有益效果：本申请实施例通过从油浸式设备中获取冷却油样品，对冷却油样品进行脱气处理得到待测气体样品，并采用检查装置中的光声光谱器件对待测气体样品中的目标特征气体的浓度进行测量，并根据目标特征气体的浓度确定该油浸式设备的运行故障，实现了油浸式设备报警装置实时获取采样数据，以及根据目标特征气体的浓度可以预测油浸式设备的运行故障而进行报警，避免了油浸式设备的损坏；同时，根据该冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于该第一搅拌速度控制该脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得该脱气单元对该冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，使该待测气体样品在目标脱气时间内脱离该脱气单元，缩短了检测周期，提高了检测效率，解决了现有的油浸式设备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的搅拌速度的技术问题。

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报警方法的第一种流程示意图。

图2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3为本申请实施例提供的油浸式设备报警方法的第二种流程示意图。

图4为本申请油浸式设备报警装置的结构图。

图5为本申请实施例提供的为油浸式设备报警装置的对称气体测量器件的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元的模块示意图。

图7为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元中光电转换电路的电路原理图。

图8为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元中第一信号放大电路的电路原理图。

图9为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元中带通滤波电路的电路原理图。

图10为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元中第二信号放大电路的电路原理图。

图11为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元中A/D转换电路的电路原理图。

图12为本申请实施例提供的测量单元的第一种结构示意图。

图13为本申请实施例提供的测量单元的第二种结构示意图。

图14为本申请实施例提供的测量单元的第三种结构示意图。

图15是本申请实施例提供的温度控制模块的结构示意图。

图16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17为本申请油浸式设备报警装置的第一种结构示意图。

图18为本申请油浸式设备报警装置的第二种结构示意图。

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。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的油浸式设备报警方法的第一种流程示意图。所述油浸式设备报警方法应用于油浸式设备报警装置，所述油浸式设备报警装置包括控制单元、获取单元、处理单元、输出单元、声电单元以及报警单元，所述油浸式设备报警方法包括：

S10：根据所述油浸式设备的设备性能，确定目标特征气体以及目标数量；

S20：从油浸式设备中获取冷却油样品；

S30：对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并分别输入所述目标数量匹配的至少一个检查装置中，所述检查装置包括采音构件以及信号转换电路；

S40：控制所述至少一个检查装置对应的激光器，分别输出各检查装置对应的窄带宽激光，并照射至对应的检查装置，所述窄带宽激光的波长变化范围小于0.1纳米；

S50：通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度，所述高频声音信号的声音频率大于40Khz；

S60：根据所述待测气体样品中的目标特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障，并根据所述运行故障的类型确定是否需要在线报警，若需要则生成符合通信协议的报警信息进行报警，若不需要，则向所述油浸式设备发送修复指令。

在本实施例中，所述对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品的步骤可以包括：

根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品。

需要说明的是，下文中的油路单元指上述实施例中的获取单元，下文中的脱气单元指上述实施例中的处理单元，下文中测量单元包括上述实施例中的检查装置、输出单元和声电单元，下文中的控制单元包括报警单元，下文中的微音器指上述实施例中的采音构件。

需要说明的是，目标数量指根据不同的电压的大小，对目标特征气体的种类的测量的数据不同，例如特高压对应测量的目标特征气体的目标数量为4；高压对应测量的目标特征气体的目标数量为2，低压对应测量的目标特征气体的目标数量为1。

需要说明的是，信号转换电路指测试芯片，在信号转换电路中的电流越大时，目标特征气体的浓度越大。

需要说明的是，高频声音信号包括超声波、次超声波。

请参阅图2，图2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，所述油浸式设备200监控系统可以包括油浸式设备200和油浸式设备报警装置100，油浸式设备报警装置100与油浸式设备200通过管道连接。

在一种实施例中，所述油浸式设备200可以包括油浸式电力变压器。

在一种实施例中，所述油浸式设备报警装置100可以包括油路单元110、脱气单元120、气路单元130、测量单元140以及控制单元150。所述油浸式设备报警装置100通过所述控制单元150先向所述油路单元110发送采样使能信号，以使得所述油路单元110从油浸式设备200中获取冷却油样品；然后所述控制单元150向所述油路单元110和所述脱气单元120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110流入所述脱气单元120，并根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制所述脱气单元120内搅拌构件213的搅拌，以使得所述脱气单元120对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品；然后所述控制单元150向所述脱气单元120、气路单元130以及测量单元140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120通过所述气路单元130流入所述测量单元140，并控制所述测量单元140中的光声光谱器件使用目标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目标特征气体的浓度；然后所述控制单元150根据所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的浓度确定所述油浸式设备200的运行故障。

需要说明的是，图2所示的系统场景示意图是一个示例，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。

图3为本申请实施例提供的油浸式设备报警方法的流程示意图，图4为本申请油浸式设备报警装置的结构图，请参阅图3和图4，该油浸式设备200运行状态监控方法包括以下步骤：

S100：所述控制单元150向所述油路单元110发送采样使能信号，以使得所述油路单元110从油浸式设备200中获取冷却油样品。

在一种实施例中，在油路单元110从油浸式设备200中获取冷却油样品时，可以通过在油浸式设备200和油路单元110之间设置阀门和油泵103，以控制油路单元110从油浸式设备200中获取冷却油样品统计。例如，在控制单元150向油路单元110发送采样使能信号时，油路单元110与油浸式设备200之间的阀门打开，油泵103从油浸式设备200中将冷却油样品抽取到油路单元110中，冷却油样品的体积可以根据油泵103的工作时间、油泵103工作功率等进行具体限定。

在一种实施例中，在油路单元110获取到冷却油样品后，对冷却油样品进行预处理，例如当冷却油样品中存在杂质时，则在预处理的过程中可以将冷却油中的杂质例如固体颗粒或水等杂质去除，提高冷却油样品的纯净度。

在一种实施例中，如图4所示，所述油浸式设备200中的冷却油样品通过所述油路单元110中的第一阀门101进入所述脱气单元120中的油罐210。所述油罐210中的冷却油样品通过所述油泵103及第二阀门102进入所述油浸式设备200中。

S200：所述控制单元150向所述油路单元110和所述脱气单元120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110流入所述脱气单元120，并根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制所述脱气单元120内搅拌构件213的搅拌，以使得所述脱气单元120对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品。

在一种实施例中，在得到冷却油样品后，需要将冷却油样品从油路单元110中发送至脱气单元120，可以使得控制单元150向油路单元110和脱气单元120发送脱气使能信号，使得冷却油样品从油路单元110进入脱气单元120，同时，在冷却油样品进入到脱气单元120后，使得脱气单元120将冷却油样品中的气体分离出来，得到待测气体样品。

在一种实施例中，使得脱气单元120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。顶空脱气的方式指使冷却油样品进入油罐210，将油罐210上方的气体排出，避免油罐210中的原有气体对待测气体样品产生影响，使得油罐210内形成负压，然后采用对油罐210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。

请参阅图4，在第一阶段，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200与油罐210之间形成负压，使得油浸式设备200中冷却油样品进入油罐210内。首先，所述控制单元150控制脱气单元120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130排出，使油罐210内形成负压。所述气路单元130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。

在第二阶段，油罐210与油浸式设备200之间的压强差使油浸式设备200内的冷却油样品进入所述油罐210。首先，所述控制单元150控制所述第一阀门101打开使所述油浸式设备200与所述油罐210贯通，由于所述油浸式设备200与所述油罐210之间的压差，所述油浸式设备200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150控制所述第一阀门101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；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％。

在第三阶段，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130进入所述测量单元140。首先，所述控制单元150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150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150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130进入测量单元140；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。

在第四阶段，所述油罐210内的所述冷却油样品回流至所述油浸式设备200内。首先，所述控制单元150控制第二阀门102，使所述油浸式设备200内与所述油罐210连通，然后控制所述油泵103将所述油罐210内的所述冷却油样品抽至所述油浸式设备200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150控制油泵103停止工作以及将第二阀门102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。

根据上述油浸式设备报警装置100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200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200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，可以根据历史测量周期中所测得的目标特征气体的历史浓度，来对当前测量周期的冷却油样品中待测气体的浓度进行预测，以及根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系来确定当前测量周期搅拌构件213的搅拌速度，该步骤可以包括：获取预定历史测量周期内所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度；根据所述历史浓度，确定当前测量周期内的所述待测气体样品中目标特征气体的预测浓度；根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

在一种实施例中，测量周期指所述油浸式设备报警装置100在第三阶段抽气器件220将油罐210内的气体全部导入至测量单元140内所需要的时间，或者将油罐210的压力降低至所述第二目标压强所需要的时间，即将油罐210内的全部待测气体经气缸221导入测量单元140所花的时间为一个测量周期，而为了保证数据的准确性，需要为油浸式设备200内的冷却油样品进行随机获取及多次测量，因此整个测量过程需要多个测量周期完成。即所述待测气体样品中目标特征气体的预测浓度可以根据前面或历史多次测量周期中所述测量单元140所测量的目标特征气体的浓度来确定。

具体的，获取预定历史测量周期内所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度，相当于是获取预定历史测量周期内所述声电单元得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度。

具体的，当前测量周期的所述待测气体的预测浓度可以通过历史测量周期内所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度的均值来获取。例如，当前测量周期为第五测量周期，而第一测量周期所获取的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度为a1，第二测量周期所获取的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度为a2，第三测量周期所获取的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度为a3，第四测量周期所获取的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度为a4，则当前测量周期，即第五测量周期的所述待测气体的预测浓度a5可以第一测量周期至第四测量周期的算术平均值(a1+a2+a3+a4)/4。其次，关于均值的计算，可以将多次测量周期中的最小浓度及最大浓度去除，获取剩余测量周期中的平均浓度作为当前周期的预测浓度。

具体的，当前测量周期的所述待测气体的预测浓度可以通过历史测量周期内所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度的定值来获取。例如，当前测量周期为第五测量周期，可以通过相邻的第四测量周期的所获取的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度作为第五测量周期所述待测气体的预测浓度。

具体的，当前测量周期的所述待测气体的预测浓度可以通过历史测量周期内所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度的关系曲线获取。例如，获取某一历史时间段的连续的十个测量周期内所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度的关系曲线，横坐标为测量周期的数值，纵坐标为对应测量周期内所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度；其次，假定当前时间段的测量周期为第一测量周期至第五测量周期，当前时间段的第一测量周期至第四测量周期的待测气体样品中目标特征气体的浓度为已知，根据第一测量周期至第四测量周期获取的目标特征气体的浓度与历史时间段中目标特征气体的历史浓度的关系曲线匹配，获取当前时间段的第五测量周期待测气体样品中目标特征气体的浓度。

在一种实施例中，可以同时根据上述三种方式获取当前测量周期的所述待测气体的预测浓度，以及根据三种方式所获取的最终结果来判定不同方式的准确性，便于提高后期依据历史浓度来预测当前测量周期的准确性。

在一种实施例中，冷却油样品中的搅拌速度除了与待测气体的浓度有关之外，还与待测气体的脱气时间有关联。搅拌构件213的搅拌速度越快，冷却油样品中待测气体的脱气速度越快，即脱气时间越少；冷却油样品中待测气体的浓度越大，所需要的搅拌速度越大，以及更长的脱气时间。因此，待测气体的浓度与搅拌构件213的搅拌速度呈正相关，搅拌构件213的搅拌速度与脱气时间呈负相关。对于需要在目标脱气时间内将冷却油样品中的待测气体脱离，可以根据预测的浓度设定对应的搅拌速度。关于浓度、脱气时间和搅拌速度具体的关联关系，其可以通过历史数据或者其他经验公式获取对应的函数关系式。

本实施例根据历史测量周期中所测得的目标特征气体的历史浓度对当前测量周期的冷却油样品中待测气体的浓度进行预测，提高了待测气体的预测浓度的准确性，以及根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系来确定当前测量周期搅拌构件213的搅拌速度，使得待测气体能够在目标脱气时间内脱离冷却油样品，提高了待测气体的脱气效率。

在一种实施例中，由于待测气体中一般包括氢气，而氢气的浓度可以通过对应的测量工具在冷却油样品中直接获取，然后通过历史数据中氢气与待测气体浓度的比例关系获取当前测量周期的待测气体的预测浓度，进而确定所述搅拌构件213的搅拌速度，该步骤可以包括：控制所述测量单元140获取所述冷却油样品中氢气的当前浓度；获取历史数据中氢气浓度与待测气体浓度的比例关系，基于所述氢气的当前浓度，确定所述待测气体的预测浓度；根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

具体的，控制所述测量单元140获取所述冷却油样品中氢气的当前浓度，相当于控制所述检查装置获取所述冷却油样品中氢气的当前浓度。

具体的，由于氢气本身的特性，通过特定的测量装置可以在冷却油样品中直接获取氢气的浓度。例如，其可以在所述脱气单元120对所述冷却油样品进行脱气之前，控制所述测量单元140中的对称气体测量器件使用对称气体吸收构件在所述脱气单元120中浸入所述冷却油样品测量以得到氢气的当前浓度。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的对称气体测量器件的结构示意图，该对称气体测量器件中对称气体测量器件600包括：对称气体吸收构件620，用于吸收所述冷却油样品中的对称气体，所述对称气体吸收构件620的光感度与所述对称气体吸收构件620吸收的对称气体浓度相关；激光发射单元610，用于向所述对称气体吸收构件620发射第一光信号；信号采集单元630，用于接收所述对称气体吸收构件620吸收所述对称气体后，将所述第一光信号反射回的第二光信号；信号处理单元640，用于根据所述第二光信号与所述第一光信号的变化值，确定所述冷却油样品中对称气体的浓度。

进一步地，所述信号处理单元640用于根据所述第二光信号与所述第一光信号的相位变化值确定所述对称气体吸收构件620吸收的对称气体浓度，根据对称气体吸收构件620吸收的对称气体浓度，确定所述冷却油样品中对称气体的浓度。信号处理单元640通过信号处理电路反馈第一光信号与第二光信号之间的相位变化值以及对称气体吸收构件620吸收的对称气体浓度。

在一种实施例中，信号处理单元640根据激光发射单元610持续向对称气体吸收构件620发射第一光信号或是以预设频率间隔向对称气体吸收构件620发射的第一光信号以及对称气体吸收构件620反射回的第二光信号的相位变化值，首先信号处理电路将第一光信号、第二光信号转换成第一模拟信号与第二模拟信号，通过第一模拟信号与第二模拟信号的相位差，反馈第一光信号与第二光信号的相位差；然后信号处理电路的其他电路模块对模拟信号的相位差信号进一步进行转换，最终转换成对称气体吸收构件620吸收的对称气体浓度，进而用户可根据对称气体吸收构件620吸收的对称气体的浓度确定冷却油样品中对称气体的浓度。

在一种实施例中，所述对称气体测量器件600还包括监测单元631，所述监测单元631用于监测所述第二光信号的相位变化，并在监测到所述第二光信号的相位变化值小于预设值且持续预设时间后，触发所述信号处理单元640计算所述第二光信号与所述第一光信号的相位变化值，具体地，当监测单元监测到第二光信号的相位变化值小于预设值且持续预设时间后，说明置于冷却油样品中的对称气体测量器件600表面吸收的对称气体的浓度已趋于稳定状态，可以触发信号处理单元640计算第二光信号与第一光信号的相位变化值。

参阅图5，对称气体测量器件600中的信号采集单元630还包括第一复位单元632，第一复位单元632用于每一次检测结束或是下一次检测开始前，对前一次检测的数据进行删除、复位，确保下一次检测数据的准确性。

在一种实施例中，对称气体测量器件600中的信号处理单元640还包括第二复位单元641，第二复位单元641同样用于每一次检测结束或是下一次检测开始前，对前一次检测的数据进行删除、复位，确保下一次检测数据的准确性。

在一种实施例中，所述对称气体吸收构件620包括表面镀有至少一层钯镍合金薄膜的激光光纤传感器。

具体地，钯镍合金可以起到只吸附氢气的作用，在对称气体吸收构件620表面涂布钯镍合金薄膜可以直接用于测量冷却油样品中对称气体的浓度。

在一种实施例中，对称气体吸收构件620表面的钯镍合金薄膜的厚度范围为10-400um。

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的油浸式设备报警装置的信号处理单元640的模块示意图；信号处理电路主要包括：光电转换电路61、第一信号放大电路62、带通滤波电路63、第二信号放大电路64以及A/D转换电路65，光电转换电路61的输出端电性连接第一信号放大电路62的输入端，第一信号放大电路62的输出端电性连接带通滤波电路63的输入端，带通滤波电路63的输出端电性连接第二信号放大电路64的输入端，第二信号放大电路64的输出端电性连接A/D转换电路65。

请参阅图7至图11，信号处理电路包括：

光电转换电路61，光电转换电路61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61包含第一集成电路，第一集成电路与各电路元件一起将第一光信号与第二光信号之间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对称气体吸收构件620吸收的对称气体浓度。

第一信号放大电路62，第一信号放大电路62连接光电转换电路61的输出端，用于放大对称气体吸收构件620接收或反射的第一光信号、第二光信号的模拟量，由于第一光信号与第二光信号得到的模拟量是比较微弱的，经过放大才能更加便于信号做进一步的处理。

带通滤波电路63，带通滤波电路63输入端与第一信号放大电路62的输出端连接，带通滤波电路63用于过滤第一信号放大电路62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63采用第二集成电路。

第二信号放大电路64，第二信号放大电路64的输入端与带通滤波电路63的输出端连接，将带通滤波电路63的输出信号经放大传输给A/D转换电路65，这相当于是二次放大信号，目的是为了使得A/D转换电路65得到的信号更加精准，更加便于转换，第二信号放大电路64同样采用第二集成电路。

A/D转换电路65，A/D转换电路65的输入端与第二信号放大电路64的输出端连接，用于将第二信号放大电路64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，A/D转换电路65采用第三集成电路。

具体的，对应同一类型的冷却油样品或者同一类型的故障，氢气在待测气体浓度中一般占据一定比例的，其可以根据历史氢气浓度与待测气体浓度之间的关联关系，根据当前测量周期的氢气的浓度，获取当前测量周期中待测气体的预测浓度。其次，参考上述实施例中浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系的获取，基于目标脱气时间以及待测气体的预测浓度，确定所述搅拌构件213的搅拌速度。

本实施例通过直接测量氢气的浓度，根据氢气的浓度与待测气体的浓度的比例关系获取待测气体的预测浓度，由于增加了待测气体中氢气浓度作为参考，相比根据历史测量周期中所测得的目标特征气体的历史浓度预测当前测量周期的预测浓度，进一步提高了待测气体的预测浓度的准确性，以及根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系确定当前测量周期搅拌构件213的搅拌速度，使得待测气体能够在目标脱气时间内脱离冷却油样品，提高了待测气体的脱气效率。

在一种实施例中，由于冷却油样品中待测气体的脱离时间与冷却油样品的温度同样存在关联关系，冷却油样品的温度越高，冷却油样品的黏度越小，搅拌构件213所收到的阻力越小，并且冷却油样品中待测气体的动能更大，脱气时间相对减小，因此该步骤可以包括：获取所述冷却油样品的第一温度；根据所述冷却油样品的第一温度、所述预测浓度和所述目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

具体的，在进行搅拌构件213搅拌速度的设定时，可以提前获取冷却油样品的温度，根据冷却油样品的温度与待测气体的脱气时间呈负相关的关系，或者根据历史数据或者其他经验公式获取温度、浓度、搅拌速度和脱气时间之间的函数关系式，以确定搅拌构件213合适的搅拌速度。

本实施例将温度对搅拌速度的影响考虑进去，温度越高，冷却油样品的黏度越小，在相等搅拌速度下冷却油样品中待测气体的脱气时间越小，进一步提高了搅拌速度设定的准确性，以及在限定的目标脱气时间内，其可以通过调整冷却油样品的温度来降低搅拌速度的设置。

S300：所述控制单元150向所述脱气单元120、气路单元130以及测量单元140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120通过所述气路单元130流入所述测量单元140，并控制所述测量单元140中的光声光谱器件使用目标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目标特征气体的浓度。

在一种实施例中，在得到待测气体样品后，需要对待测气体样品中的目标特征气体的浓度进行测量，可以使得控制单元150向脱气单元120、气路单元130以及测量单元140发送测量使能信号，使得待测气体从脱气单元120流入气路单元130，然后从气路单元130流入测量单元140，测量单元140中的光声光谱器件对目标特征气体的浓度进行测量，得到各目标特征气体的浓度。

在一种实施例中，在将待测气体样品从脱气单元120流入气路单元130后，对待测气体样品进行预处理，考虑到待测气体样品中可能含有水，可以对待测气体样品进行干燥处理，从而使得水不会对待测气体样品的测试产生影响。

在一种实施例中，目标特征气体指从冷却油中分离出的导致油浸式设备200出现故障的气体，不同种类的目标特征气体、不同种类的目标特征气体的浓度不同，导致的油浸式设备200的运行故障类型不同，且在不同种类的目标特征气体的浓度较低时，油浸式设备200的运行故障不会发生，但可以通过对各种类的目标特征气体进行预测，从而对油浸式设备200的运行故障进行预测，而使得油浸式设备200出现故障的目标特征气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、二氧化碳、乙烷，在测量待测气体中目标特征气体的浓度时，出现的目标特征气体可能仅有一种，即仅有一种目标特征气体的浓度大于0，而其他目标特征气体的浓度为0。

在一种实施例中，所述目标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目标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目标特征气体的样本标准浓度为已知浓度。

请参阅图12，图12为本申请实施例提供的测量单元的第一种结构示意图，所述测量单元140包括多个互不干扰的检测单元51。

具体的，所述气路单元130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130流入所有所述检测单元51。

所述检测单元51用于根据所述测量使能信号分别使用与所述检测单元51待测的目标特征气体对应的窄带宽激光测量所述目标特征气体的浓度。

需要说明的是，检测单元51待测的目标特征气体是指所述检测单元51需要测量的目标特征气体；所述检测单元51根据所述测量使能信号控制所述检测单元51中的光声光谱器件使用与所述检测单元51待测的目标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51均能独立实现一种目标特征气体的测量，在多个检测单元51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51同时对待测气体样品中的目标特征气体进行测量，不同种类的目标特征气体与不同波长的窄带宽激光对应，不同的检测单元51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目标特征气体，从而可以同时测量待测气体样品中多种目标特征气体的浓度。

在一种实施方式中，多个所述检测单元51串联连接，也可以理解为多个所述检测单元51级联连接；所述气路单元130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130依次流入所有所述检测单元51中。

其中，相邻两级所述检测单元51之间通过连接管513连通，所述连接管513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51，同时可以保证所有检测单元51之间互不干扰。

需要说明的是，每个所述检测单元51均设置有进气口511b和出气口511c，测量单元140包括m个检测单元51时，m个检测单元51级联连接，位于第一级的检测单元51的进气口511b也可以通过设置有阀门的连接管513与气路单元130连通，以用于接入所述气路单元130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51后，待测气体样品通过连接管513依次流入所有检测单元51中；位于最后一级的检测单元51的出气口511c也可以通过设置有阀门的连接管513与气路单元130连通，以用于将测量完成后的待测气体样品从检测单元51流入气路单元130中，测量完成后的待测气体样品经气路单元130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511b和所述出气口511c可以位于所述检测单元51的同一侧，以便于相邻两级所述检测单元51之间通过连接管513连通。

请参阅图13，图13为本申请实施例提供的测量单元的第二种结构示意图。

在一种实施方式中，所述测量单元140还包括箱体514，所有检测单元51均设置于所述箱体514内。

在一种实施方式中，所述机箱可以为方体结构，所述机箱的内壁上设置有多个用于承托检测单元51的滑轨515，多个所述滑轨515沿所述机箱的高度方向间隔排布，所述检测单元51与所述滑轨515一一对应；所述检测单元51与所述滑轨515沿所述滑轨515的长度方向滑动连接，以便于所述检测单元51的检修和更换，如一个检测单元51出现故障时，工作人员可以将检测单元51从机箱中拉出以进行检修，当检测单元51无法修复时，可以使用功能正常的检测单元51替换出现故障的检测单元51，以避免单个检测单元51出现故障时导致测量单元140无法工作。

在一种实施方式中，所述箱体514上还设置有接口516，至少一个所述接口516与所述控制单元150连接，所述检测单元51上设置有与所述接口516配套的接头517，所述接头517插设于所述接口516上。通过接口516和接头517的对接搭建一个信息交互桥梁，以实现所述控制单元150与所述检测单元51的信息交互，从而实现所述控制单元150对所述检测单元51的控制以及所述检测单元51对所述控制单元150的信息反馈。

请参阅图14，图14为本申请实施例提供的测量单元的第三种结构示意图。

所述检测单元51包括光声池511和设置于所述光声池511的微音器512。

其中，所述光声池511用于容纳所述待测气体样品，所述光声池511可以为谐振式光声池511，以用于提高光声池511的检测灵敏度；所述微音器512用于检测所述待测气体样品中目标特征气体吸收所述窄带宽激光后产生的光声信号，所述微音器512可以将待测气体样品中目标特征气体吸收所述窄带宽激光后产生的声音信号转化为模拟信号。

具体的，光声池511和微音器512形成所述检测单元51中的光声光谱器件。

具体的，所述光声池511包括用于容纳所述待测气体样品的谐振腔511a，所述进气口511b与所述出气口511c与所述谐振腔511a连通。对所述待测气体样品进行测量时，所述待测气体样品从所述进气口511b进入所述谐振腔511a中。

具体的，所述光声池511还包括透明窗口511d，所述窄带宽激光穿过所述透明窗口511d进入所述谐振腔511a中。

在一种实施方式中，每个所述检测单元51用于测量一种目标特征气体的浓度。

需要说明的是，对待测气体样品进行测量时，一个检测单元51仅用于测量待测气体样品中一种目标特征气体的浓度，即每个检测单元51与一种目标特征气体对应，控制单元150根据检测单元51需要测量的目标特征气体的种类控制检测单元51使用对应波长的窄带宽激光对目标特征气体进行测量。

具体的，所有检测单元51可以同时进行测量工作，并且所有检测单元51可以在同一时段均用于测量不同种类的目标特征气体的浓度，以提高检测效率；也可以使用两个甚至更多个检测单元51在同一时段检测同一种目标特征气体的浓度，以获得同一种目标特征气体的多个浓度检测结果，并将多个浓度检测结果进行对比，以确保浓度检测结果的准确度。

具体的，时段是指测量一种目标特征气体的浓度所需要的时间段。

在一种实施方式中，各检测单元51均包括独立的激光器52，所述激光器52用于根据所述控制单元150发送的发光使能信号发射窄带宽激光，激光器52可以为窄带宽激光器，如DFB激光器。

其中，所有检测单元51可以用于同时使用对应的激光器52输出各目标特征气体对应的窄带宽激光测量对应目标特征气体的浓度，以提高检测效率。

请参阅图15和图16，图15是本申请实施例提供的温度控制模块的结构示意图，图16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140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721、稳压器722、电压比较器723、微程序控制器724和调温器725，其中电压控制器721、稳压器722、电压比较器723和微程序控制器724构成所述调温模块的调温电路720。

所述电压控制器721用于提供参考电压，所述参考电压是预设的激光二极管的有效工作电压的最佳值，即当激光二极管的有效工作电压等于所述参考电压时，激光二极管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目标特征气体的浓度检测，使测量单元140的测量精度和灵敏度均达到最佳；此外，激光二极管的有效工作电压越接近所述参考电压，测量单元140对目标特征气体浓度测量的精度和灵敏度也越高。稳压器722的输入端电性连接电压控制器721的输出端，用于对电压控制器721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723的第一输入端与稳压器722的输出端电性连接，电压比较器723的第二输入端与第三电压获取模块710的输出端电性连接，电压比较器723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721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724。微程序控制器724的输入端与电压比较器723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725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的有效工作电压小于所述参考电压时，所述微程序控制器724向所述调温器725发送降低激光二极管温度的调温指令；当所述比较结果是激光二极管的有效工作电压大于所述参考电压时，所述微程序控制器724向所述调温器725发送升高激光二极管温度的调温指令；当所述比较结果是激光二极管的有效工作电压等于所述参考电压时，所述微程序控制器724向所述调温器725发送维持激光二极管温度的调温指令。所述调温器725的输入端与所述微程序控制器724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的温度，以使所述激光二极管工作在预设温度范围内。

需要说明的是，由于本实施例测量周期初始阶段设定的待测气体的浓度均为预测浓度，而在此步骤中根据测量单元140所获取的待测气体的实际浓度与预测浓度进行对比，以此可以对下一测量周期的相关变量参数进行调整。其次，目标特征气体种类较多，本步骤中的目标特征气体的浓度为上述所有目标特征气体的总浓度，不以单一目标特征气体浓度作为参考。

在一种实施例中，由于各方面不确定因素的影响，测量单元140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目标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目标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213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。

具体的，本步骤主要根据获取的当前测量周期内所述目标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是否在误差范围内，若所述第一差值在误差范围内，即可以判定本实施例预测浓度的确定方法的准确性。其次，当前测量周期内所述目标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不在误差范围内，则需要在下一测量周期中将搅拌构件213的初始搅拌速度由第一搅拌速度提高至第二搅拌速度。而关于所述第二搅拌速度的具体大小，其可以根据浓度、搅拌速度和脱气时间之间的函数关系式获取。

在一种实施例中，当前测量周期内所述目标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不在误差范围内，其可以根据温度、浓度、搅拌速度和脱气时间之间的函数关系，根据温度和搅拌速度之间的负相关关系，在保证搅拌速度在适当范围内调整的情况下进行冷却油样品温度的调节。

本实施例通过获取的待测气体的实际浓度和预测浓度的对比，对下一测量周期的初始搅拌速度或/和搅拌温度进行调整，提高了初始搅拌速度设定的准确性，使冷却油样品中的待测气体能够在目标脱气时间内脱气。

在一种实施例中，当前测量周期内所述目标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的搅拌速度具有提升上限，即临界搅拌速度，若前测量周期内所述目标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目标特征气体的浓度，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。

具体的，当冷却油样品的黏度过大、目标脱气时间过短或冷却油样品内待测气体的浓度过大时，均需要通过增加搅拌构件213的搅拌速度来提高冷却油样品中待测气体的脱气速率，即在目标时间内将浓度较大的待测气体从冷却油样品脱出。但是由于搅拌构件213由第二驱动马达215控制，例如本申请通过在油罐210内设置磁力搅拌棒，以及在油罐210外侧设置由第二驱动马达215控制的旋转磁铁214，其通过驱动外侧的旋转磁铁214旋转以带动油罐210内的磁力搅拌棒旋转。而第二驱动马达215的输出功率具有上限，因此旋转磁铁214及磁力搅拌棒均具有临界搅拌速度，而当所述第二搅拌速度超过临界搅拌速度时，其通过增加搅拌速度是无法提高待测气体的脱气速率的。因此，根据温度、浓度、搅拌速度和脱气时间之间的函数关系，将搅拌速度设定为临界搅拌速度，以及调节冷却油样品的温度以补偿搅拌速度的限制；另外，其可以将搅拌速度设定为低于临界搅拌速度，避免搅拌构件213长期处于临界搅拌速度，而导致搅拌构件213损坏。

本实施例通过获取搅拌构件213的临界搅拌速度，以及根据当前测量周期内所述目标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获取的理论搅拌速度，根据理论搅拌速度与临界搅拌速度的对比进行目标搅拌速度的选择，以及根据温度的调节来补偿搅拌速度的限定，本实施例通过温度和搅拌速度的调节使搅拌构件213的搅拌速度在不超过目标搅拌速度的前提下，使冷却油样品中的待测气体在目标脱气时间内脱离脱气单元120，确保下一测量周期的搅拌速度及温度在预定范围。

在一种实施例中，当前测量周期内所述目标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目标特征气体的浓度，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。

具体的，当冷却油样品的黏度过大、目标脱气时间过短或冷却油样品内待测气体的浓度过大时，均需要通过增加搅拌构件213的搅拌速度来提高冷却油样品中待测气体的脱气速率，即在目标时间内将浓度较大的待测气体从冷却油样品脱出。但是，搅拌速度的提升同样导致冷却油样品液面高度的增加，而油罐210与许多油气管路连接，过高的冷却油样品液面高度将会导致冷却油样品通过油气管路进入与油罐210连接的其他器件中，因此在进行搅拌速度调节时，需要获取搅拌速度与液面高度的函数关系，根据临界液面高度获取对应的最大搅拌速度，其次对于搅拌速度上的限定可以根据但不限于温度的调节进行补偿，以通过搅拌速度和温度的联合调节使下一测量周期内的待测气体在目标脱气时间内脱离脱气单元120。

本实施例通过获取搅拌构件213的临界液面高度，获取下一测量周期中搅拌构件213的临界搅拌速度，以及根据当前测量周期内所述目标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获取的理论搅拌速度的差值，根据理论搅拌速度与临界搅拌速度的对比进行目标搅拌速度的选择，以及根据温度的调节来补偿搅拌速度的限定，本实施例通过温度和搅拌速度的调节使得冷却油样品在不超过油罐210的临界液面高度的前提下，使冷却油样品中的待测气体在目标脱气时间内脱离脱气单元120，确保下一测量周期的搅拌速度及温度在预定范围。

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目标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。

本实施例中通过获取当前测量周期的脱气时间与目标脱气时间是否相等，若不相等，则增加或减小下一测量周期的搅拌速度使得下一测量周期的脱气时间与目标脱气时间相等，或者通过搅拌速度和温度联合调节使得下一测量周期的脱气时间接近目标脱气时间。

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140所获取的待测气体样品中目标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120中脱离。

S400：所述控制单元150根据所述测量单元140得到的所述待测气体样品中目标特征气体的浓度确定所述油浸式设备200的运行故障。

在一种实施例中，由于使油浸式设备200出现故障的目标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，在测量待测气体中目标特征气体的浓度时，出现的目标特征气体可能仅有一种，即仅有一种目标特征气体的浓度大于0，而其他目标特征气体的浓度为0。而油浸式设备200对应不同的故障类型，从待测气体样品中测量得到的目标特征气体的种类不同，例如故障类型为冷却油过热时，对应的目标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，对应的目标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，对应的目标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，对应的目标特征气体为氢气、乙炔；故障类型为冷却油中电弧放电时，对应的目标特征气体为氢气、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，对应的目标特征气体为氢气、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，对应的目标特征气体为氢气。

本申请实施例提供一种油浸式设备报警方法，该油浸式设备报警方法通过从油浸式设备中获取冷却油样品，对冷却油样品进行脱气处理得到待测气体样品，并对待测气体样品中的目标特征气体的浓度进行测量，并根据目标特征气体的浓度确定该油浸式设备的运行故障，实现了油浸式设备报警装置实时获取采样数据，以及根据目标特征气体的浓度可以预测油浸式设备的运行故障而进行报警，避免了油浸式设备的损坏；其次，本申请实施例根据该冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，使该待测气体样品在目标脱气时间内脱离该脱气单元，缩短了检测周期，提高了检测效率，解决了现有的油浸式设备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的搅拌速度的技术问题。

请参阅图17，图17为本申请油浸式设备报警装置的第一种结构简图。所述油浸式设备报警装置800包括：

控制单元810，用于根据所述油浸式设备的设备性能，确定目标特征气体以及目标数量。

获取单元820，用于从油浸式设备中获取冷却油样品。

处理单元830，用于根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并分别输入所述目标数量匹配的至少一个检查装置中，所述检查装置包括采音构件以及信号转换电路。

输出单元840，控制所述至少一个检查装置对应的激光器，分别输出各检查装置对应的窄带宽激光，并照射至对应的检查装置，所述窄带宽激光的波长变化范围小于0.1纳米。

声电单元850，通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度，所述高频声音信号的声音频率大于40Khz。

报警单元860，根据所述待测气体样品中的目标特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障，并根据所述运行故障的类型确定是否需要在线报警，若需要则生成符合通信协议的报警信息进行报警，若不需要，则向所述油浸式设备发送修复指令。

请参阅图18，图18为本申请油浸式设备报警装置的第二种结构简图，所述监控装置400包括油路单元410、脱气单元420、气路单元430、测量单元440以及控制单元450。

所述控制单元450用于第一时刻向所述油路单元410发送采样使能信号，以使得所述油路单元410从油浸式设备中获取冷却油样品。

所述控制单元450还用于第二时刻向所述油路单元410和所述脱气单元420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410流入所述脱气单元420，并根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制所述脱气单元420内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元420对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品。

所述控制单元450还用于第三时刻向所述脱气单元420、气路单元430以及测量单元440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420通过所述气路单元430流入所述测量单元440，并控制所述测量单元440中的光声光谱器件使用目标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目标特征气体的浓度。

所述控制单元450还用于第四时刻根据所述测量单元440得到的所述待测气体样品中目标特征气体的浓度确定所述油浸式设备的运行故障。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于获取预定历史测量周期内所述测量单元440得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度；根据所述历史浓度，确定当前测量周期内的所述待测气体样品中目标特征气体的预测浓度；根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于控制所述测量单元440获取所述冷却油样品中氢气的当前浓度；获取历史数据中氢气浓度与待测气体浓度的比例关系，基于所述氢气的当前浓度，确定所述待测气体的预测浓度；根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于在所述脱气单元420对所述冷却油样品进行脱气之前，控制所述测量单元440中的对称气体测量器件使用对称气体吸收构件在所述脱气单元420中浸入所述冷却油样品测量以得到氢气的当前浓度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于获取所述冷却油样品的第一温度；根据所述冷却油样品的第一温度、所述预测浓度和所述目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于获取当前测量周期内所述目标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；若是，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的第二搅拌速度；若否，所述搅拌构件的第一搅拌速度为当前测量周期内所述搅拌构件的目标搅拌速度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于判断所述第二搅拌速度是否大于所述搅拌构件的临界搅拌速度；若是，所述临界搅拌速度为下一测量周期的所述搅拌构件的目标搅拌速度，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目标特征气体的浓度，确定下一测量周期内所述冷却油样品的初始温度；若否，所述第二搅拌速度为下一测量周期的所述搅拌构件的目标搅拌速度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于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；若是，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目标特征气体的浓度，确定下一测量周期的所述搅拌构件的搅拌速度；若否，所述第二搅拌速度为下一测量周期的所述搅拌构件的目标搅拌速度。

在一种实施例中，所述脱气单元420用于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；若否，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目标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的搅拌速度。

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。

以上对本申请实施例所提供的一种油浸式设备报警方法及油浸式设备报警装置进行了详细介绍，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)

1.一种油浸式设备报警方法，其特征在于，所述油浸式设备报警方法应用于油浸式设备报警装置，所述油浸式设备报警装置包括控制单元、获取单元、处理单元、输出单元、声电单元以及报警单元，所述油浸式设备报警方法包括：

所述控制单元根据所述油浸式设备的设备性能，确定目标特征气体以及目标数量；

所述控制单元控制所述获取单元从油浸式设备中获取冷却油样品；

所述控制单元控制所述处理单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并分别输入所述目标数量匹配的至少一个检查装置中，所述检查装置包括采音构件以及信号转换电路；

所述控制单元控制所述输出单元控制所述至少一个检查装置对应的激光器，分别输出各检查装置对应的窄带宽激光，并照射至对应的检查装置，所述窄带宽激光的波长变化范围小于0.1纳米；

所述控制单元控制所述声电单元通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度，所述高频声音信号的声音频率大于40Khz；

所述控制单元控制所述报警单元根据所述待测气体样品中的目标特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障，并根据所述运行故障的类型确定是否需要在线报警，若需要则生成符合通信协议的报警信息进行报警，若不需要，则向所述油浸式设备发送修复指令；

其中，对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品的步骤包括：

根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品。

2.根据权利要求1所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，所述根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度的步骤，包括：

获取预定历史测量周期内所述声电单元得到的所述待测气体样品中目标特征气体的历史浓度；

根据所述历史浓度，确定当前测量周期内的所述待测气体样品中目标特征气体的预测浓度；

根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

3.根据权利要求1所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，所述根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度的步骤，包括：

控制所述检查装置获取所述冷却油样品中氢气的当前浓度；

获取历史数据中氢气浓度与待测气体浓度的比例关系，基于所述氢气的当前浓度，确定所述待测气体的预测浓度；

根据浓度、脱气时间和搅拌速度的关联关系，基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

4.根据权利要求3所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，所述控制所述检查装置获取所述冷却油样品中氢气的当前浓度的步骤，包括：

在所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气之前，控制所述检查装置中的对称气体测量器件使用对称气体吸收构件在所述脱气单元中浸入所述冷却油样品测量以得到氢气的当前浓度。

5.根据权利要求2至4任一项所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，所述基于所述预测浓度和目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度的步骤，包括：

获取所述冷却油样品的第一温度；

根据所述冷却油样品的第一温度、所述预测浓度和所述目标脱气时间，确定所述第一搅拌速度。

6.根据权利要求1所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，在所述通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度之后的步骤，还包括：

获取当前测量周期内所述目标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的第二搅拌速度；

若第一差值小于第一阈值，所述搅拌构件的第一搅拌速度为当前测量周期内所述搅拌构件的目标搅拌速度。

7.根据权利要求6所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，所述当前测量周期内所述目标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的步骤，还包括：

判断所述第二搅拌速度是否大于所述搅拌构件的临界搅拌速度；

若所述第二搅拌速度大于所述搅拌构件的临界搅拌速度，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目标特征气体的浓度，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的目标搅拌速度。

8.根据权利要求6所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，所述当前测量周期内所述目标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的步骤，还包括：

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目标特征气体的浓度，确定下一测量周期的所述搅拌构件的搅拌速度；

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的目标搅拌速度。

9.根据权利要求1所述的油浸式设备报警方法，其特征在于，在所述通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度之后的步骤，还包括：

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目标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的搅拌速度。

10.一种油浸式设备报警装置，其特征在于，包括：

控制单元，用于根据所述油浸式设备的设备性能，确定目标特征气体以及目标数量；

获取单元，用于从油浸式设备中获取冷却油样品；

处理单元，用于根据所述冷却油样品中待测气体的预测浓度确定第一搅拌速度，基于所述第一搅拌速度控制脱气单元内搅拌构件的搅拌，以使得所述脱气单元对所述冷却油样品进行脱气得到待测气体样品，并分别输入所述目标数量匹配的至少一个检查装置中，所述检查装置包括采音构件以及信号转换电路；

输出单元，控制所述至少一个检查装置对应的激光器，分别输出各检查装置对应的窄带宽激光，并照射至对应的检查装置，所述窄带宽激光的波长变化范围小于0.1纳米；

声电单元，通过所述采音构件拾取所述待测气体被所述窄带宽激光照射后产生的高频声音信号，使用所述信号转换电路将所述高频声音信号转换为电信号，并根据所述电信号确定所述目标特征气体的浓度，所述高频声音信号的声音频率大于40Khz；

报警单元，根据所述待测气体样品中的目标特征气体浓度确定所述油浸式设备的运行故障，并根据所述运行故障的类型确定是否需要在线报警，若需要则生成符合通信协议的报警信息进行报警，若不需要，则向所述油浸式设备发送修复指令。

Images