CN116593534A - 一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，包括以下步骤：S1、将待检测气敏材料均匀涂覆盖在亚克力板上，烘干后放置在实验腔体1的环形槽板上，S2、打开气瓶，将气体从气孔输送至亚克力板位置，控制气体流速，使实验腔体中填满气体，S3、计算要施加的电场强度E，本发明通过将气敏材料涂覆在亚克力板上，将亚克力板置于两个平板电极之间，通过螺旋测微器和气缸调节两个平板电极的距离，从而调节周围电场，通入气体后对气敏材料的电阻进行测量，根据电阻值的变化测量气敏材料吸附气体性能，能够通过简单的结构和操作对通电情况下气敏材料的吸附性进行测量，便于后续对材料的选用和研究。
Description
技术领域
本发明涉及气体吸附性技术领域，具体为一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法。
背景技术
气敏半导体作为一种检测气体成分、浓度的器件—气体传感器，被广泛用于工厂、车间和矿山的各种易燃易爆或有害气体的检测、家庭可燃性气体泄漏检测等方面，从而达到防火、防爆、防中毒的目的，以保证生命与财产的安全，而作为传感器的核心，气体敏感材料决定着传感器的检测和使用性能，随着环境的变化气敏材料的性能也会随着变化；但是目前使用气敏材料在电场环境下对气体的吸附性能的测量较为麻烦。
在长期运行的SF6电气绝缘设备内部不可避免的存在绝缘缺陷，引发局部放电、局部过热等故障，导致SF6气体发生分解并在微H2O、微O2的促进下，生成稳定的特征分解组分，包括H2S、SO2、SOF2和SO2F2。这些分解组分会削弱SF6的绝缘性能，恶化设备的绝缘状态，对电力系统的安全运行构成威胁。研究表明,SF6绝缘设备的故障类型和严重程度与其特征分解组分的种类和含量密切相关。因此，在线检测SF6分解组分是评估绝缘设备运行状态、保证电力系统稳定安全的有效措施。
发明内容
本发明提供一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，可以有效解决上述背景技术中目前使用气敏材料在电场环境下对气体的吸附性能的测量较为麻烦的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，包括以下步骤：
S1、将待检测气敏材料均匀涂覆盖在亚克力板上，烘干后放置在实验腔体1的环形槽板上；
S2、打开气瓶，将气体从气孔输送至亚克力板位置，控制气体流速，使实验腔体中填满气体；
S3、计算要施加的电场强度E，通过螺旋测微器调节两个平板电极之间的距离，并进行记录；
S4、施加电压，并进行记录；
S5、在测量电路中读取材料电阻值R并记录。
根据上述技术方案，所述S1中，气敏材料涂覆于金属导线及金属片上，外置电阻测量设备通过飞线与涂覆材料连接，在实验阶段测量气敏材料的电阻变化；
亚克力板为正反两面设计，亚克力板布置在两极板间。
根据上述技术方案，所述S2中，气体为蓝色，气体选用以SF6为标气的SO2/SO2F2/H2S/SOF2/CS2/CO；
根据上述技术方案，所述S3中，实验腔体两端设置螺旋测微器，用于测量两个平板电极旋入距离，计算两极板间距；
平板电极的旋入机构采用气缸式设计。
根据上述技术方案，所述S3中，E＝U/d，U为施加电压大小，d为两平板电极间距，通过螺旋测微器调整d，通过直流交流电源调整U。
根据上述技术方案，所述S4中，实验腔体两端设置有电压接入位置，并且接入位置与螺旋测微器位置做绝缘处理。
根据上述技术方案，所述实验腔体包括圆柱腔体、气孔、航空插头和环形槽板；
圆柱腔体外侧开设有两个气孔，一个气孔为进气孔，与气瓶连接，另一个气孔为出气孔，与气体回收装置连接。
根据上述技术方案，所述S3中，两个平板电极设置在圆柱腔体的内测顶部和底部，平板电极的中部连接有金属杆，圆柱腔体的顶端与底端均安装有上电刷和下电刷；
上电刷和下电刷均与电源连接；
两个平板电极、两个金属杆、上电刷和下电刷组成外加电场结构；
圆柱腔体顶端与底端均安装有气缸，所述气缸的内部安装螺旋测微器，螺旋测微器与气缸之间安装有绝缘块。
根据上述技术方案，所述亚克力板的中部开设有涂覆槽，涂覆槽内部布置有金属片，涂覆槽内部布置有金属导线，涂覆槽两端部设置有飞线接口；
亚克力板、涂覆槽、金属片、金属导线、和飞线接口组成材料涂布结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过将气敏材料涂覆在亚克力板上，将亚克力板置于两个平板电极之间，通过螺旋测微器和气缸调节两个平板电极的距离，从而调节周围电场，通入气体后对气敏材料的电阻进行测量，根据电阻值的变化测量气敏材料吸附气体性能，能够通过简单的结构和操作对通电情况下气敏材料的吸附性进行测量，便于后续对材料的选用和研究。
本发明可以进行六氟化硫分解组分分析，通过电压及极板间距等数据可以计算电场强度，从而读取材料电阻值，为六氟化硫气体的便携式监测提供参考,为评估绝缘设备运行状态、保证电力系统安全稳定运行提供充分保障。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的测量步骤图；
图2是本发明的整体测量装置图；
图3是本发明圆柱腔体的内部结构示意图；
图4是本发明上螺旋测微器的结构示意图；
图5是本发明下螺旋测微器的结构示意图；
图6是本发明的材料涂布结构结构示意图；
图7是本发明的测量装置结构框图；
图中标记说明：1、实验腔体；101、圆柱腔体；102、气孔；103、航空插头；104、环形槽板；
2、外加电场结构；201、上平板电极；202、上金属杆；203、上电刷；204、下平板电极；205、下金属杆；206、下电刷；
3、旋入调节结构；301、上气缸；302、上螺旋测微器；303、上绝缘块；304、下气缸；305、下螺旋测微器；306、下绝缘块；
4、材料涂布结构；401、亚克力板；402、涂覆槽；403、金属片；404、金属导线；405飞线接口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-7所示，本发明提供一种技术方案，一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，包括以下步骤：
S1、将待检测气敏材料均匀涂覆盖在亚克力板401上，烘干后放置在实验腔体1的环形槽板104上；
S2、打开气瓶，将气体从气孔102输送至亚克力板401位置，控制气体流速，使实验腔体1中填满气体；
S3、计算要施加的电场强度E，通过螺旋测微器调节两个平板电极之间的距离，并进行记录；
S4、施加电压，并进行记录；
S5、在测量电路中读取材料电阻值R并记录。
根据上述技术方案，S1中，气敏材料涂覆于金属导线404及金属片403上，外置电阻测量设备通过飞线与涂覆材料连接，在实验阶段测量气敏材料的电阻变化；
亚克力板401为正反两面设计，亚克力板401布置在两极板间。
根据上述技术方案，S2中，气体为蓝色，气体选用以SF6为标气的SO2/SO2F2/H2S/SOF2/CS2/CO；
根据上述技术方案，S3中，实验腔体1两端设置螺旋测微器，用于测量两个平板电极旋入距离，计算两极板间距；
平板电极的旋入机构采用气缸式设计。
根据上述技术方案，S3中，E＝U/d，U为施加电压大小，d为两平板电极间距，通过螺旋测微器调整d，通过直流交流电源调整U。
根据上述技术方案，S4中，实验腔体1两端设置有电压接入位置，并且接入位置与螺旋测微器位置做绝缘处理。
根据上述技术方案，实验腔体1包括圆柱腔体101、气孔102、航空插头103和环形槽板104；
圆柱腔体101外侧开设有两个气孔102，一个气孔102为进气孔，与气瓶连接，另一个气孔102为出气孔，与气体回收装置连接。
根据上述技术方案，S3中，两个平板电极设置在圆柱腔体101的内测顶部和底部，平板电极的中部连接有金属杆，圆柱腔体101的顶端与底端均安装有上电刷203和下电刷206；
上电刷203和下电刷206均与电源连接；
两个平板电极、两个金属杆、上电刷203和下电刷206组成外加电场结构2；
圆柱腔体101顶端与底端均安装有气缸，气缸的内部安装螺旋测微器，螺旋测微器与气缸之间安装有绝缘块。
根据上述技术方案，亚克力板401的中部开设有涂覆槽402，涂覆槽402内部布置有金属片403，涂覆槽402内部布置有金属导线404，涂覆槽402两端部设置有飞线接口405；
亚克力板401、涂覆槽402、金属片403、金属导线404、和飞线接口405组成材料涂布结构4。
两个平板电极为上平板电极201和下平板电极204，上平板电极201顶部连接有上金属杆202，上金属杆202与上电刷203连接，下平板电极204底部安装有下金属杆205，下金属杆205与下电刷206连接；
圆柱腔体101两端设置有旋入调节结构3，所述旋入调节结构3包括与上金属杆202连接的上气缸301，上气缸301顶部连接有上螺旋测微器302，与下金属杆205连接的下气缸304，下气缸304底部连接有下螺旋测微器305；
上气缸301与上螺旋测微器302连接位置处设置有上绝缘块303，下气缸304与下螺旋测微器305连接位置设置有下绝缘块306。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1、将待检测气敏材料均匀涂覆盖在亚克力板(401)上，烘干后放置在实验腔体(1)的环形槽板(104)上；
S2、打开气瓶，将气体从气孔(102)输送至亚克力板(401)位置，控制气体流速，使实验腔体(1)中填满气体；
S3、计算要施加的电场强度E，通过螺旋测微器调节两个平板电极之间的距离，并进行记录；
S4、施加电压，并进行记录；
S5、在测量电路中读取材料电阻值R并记录。
2.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述S1中，气敏材料涂覆于金属导线(404)及金属片(403)上，外置电阻测量设备通过飞线与涂覆材料连接，在实验阶段测量气敏材料的电阻变化；
亚克力板(401)为正反两面设计，亚克力板(401)布置在两极板间，用于涂覆气敏材料；
气敏材料涂覆到金属片正反两面，其目的在于：检测材料的吸附程度是否受电场方向调制。
3.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述S2中，气体选用以SF6为标气的SO2/SO2F2/H2S/SOF2/CS2/CO。
4.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述S3中，实验腔体(1)两端设置螺旋测微器，用于测量两个平板电极旋入距离，计算两极板间距；
平板电极的旋入机构采用气缸式设计。
5.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述S3中，E＝U/d，U为施加电压大小，d为两平板电极间距，通过螺旋测微器调整d，通过直流交流电源调整U。
6.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述S4中，实验腔体(1)两端设置有电压接入位置，并且接入位置与螺旋测微器位置做绝缘处理。
7.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述实验腔体(1)包括圆柱腔体(101)、气孔(102)、航空插头(103)和环形槽板(104)；
圆柱腔体(101)外侧开设有两个气孔(102)，一个气孔(102)为进气孔，与气瓶连接，另一个气孔(102)为出气孔，与气体回收装置连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述S3中，两个平板电极设置在圆柱腔体(101)的内测顶部和底部，平板电极的中部连接有金属杆，圆柱腔体(101)的顶端与底端均安装有上电刷(203)和下电刷(206)；
上电刷(203)和下电刷(206)均与电源连接；
两个平板电极、两个金属杆、上电刷(203)和下电刷(206)组成外加电场结构(2)；
圆柱腔体(101)顶端与底端均安装有气缸，所述气缸的内部安装螺旋测微器，螺旋测微器与气缸之间安装有绝缘块。
9.根据权利要求1所述的一种基于外加电场的气体吸附性的测量方法，其特征在于：所述亚克力板(401)的中部开设有涂覆槽(402)，涂覆槽(402)内部布置有金属片(403)，涂覆槽(402)内部布置有金属导线(404)，涂覆槽(402)两端部设置有飞线接口(405)；
亚克力板(401)、涂覆槽(402)、金属片(403)、金属导线(404)、和飞线接口(405)组成材料涂布结构(4)。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |