CN203616248U - 检测sf6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计 - Google Patents
检测sf6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203616248U CN203616248U CN201320717420.2U CN201320717420U CN203616248U CN 203616248 U CN203616248 U CN 203616248U CN 201320717420 U CN201320717420 U CN 201320717420U CN 203616248 U CN203616248 U CN 203616248U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- kbr window
- spectrophotometer
- decomposition product
- fourier
- absorption chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- BPFZRKQDXVZTFD-UHFFFAOYSA-N disulfur decafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)S(F)(F)(F)(F)F BPFZRKQDXVZTFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 101000856246 Arabidopsis thaliana Cleavage stimulation factor subunit 77 Proteins 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYSA-N sulfur tetrafluoride Chemical compound FS(F)(F)F QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- OBTWBSRJZRCYQV-UHFFFAOYSA-N sulfuryl difluoride Chemical compound FS(F)(=O)=O OBTWBSRJZRCYQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- DUGWRBKBGKTKOX-UHFFFAOYSA-N tetrafluoro(oxo)-$l^{6}-sulfane Chemical compound FS(F)(F)(F)=O DUGWRBKBGKTKOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- LSJNBGSOIVSBBR-UHFFFAOYSA-N thionyl fluoride Chemical compound FS(F)=O LSJNBGSOIVSBBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
- 230000009967 tasteless effect Effects 0.000 description 1
- NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H tungsten hexafluoride Chemical compound F[W](F)(F)(F)(F)F NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其设置有红外光源、吸收腔室，所述吸收腔室的侧壁设有第一KBr窗口及第二KBr窗口，所述红外光源、第一KBr窗口、第二KBr窗口位于同一直线上。本实用新型可以有效解决现有仪器不能准确分析SF6中HF，SF4，S2F10，SiF4，分解产物的问题，通过准确分析SF6分解产物中SO2，HF，SF4，SOF2，SOF4，SO2F2，S2F10，SiF4,CF4，CO，COS，有效判断SF6气体绝缘设备内部运行情况，成功判断电气设备故障，保障电气设备安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及分析检测领域，特别是涉及一种检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计。
背景技术
六氟化硫（SF6）在常温常压下是一种无色、无味、无毒、不燃、化学性质极稳定的合成气体。SF6的分子为单硫多氟的对称结构，具有极强的电负性，赋予它优良的电绝缘和灭弧性能。目前，SF6作为新一代的绝缘介质，被广泛应用于高压、超高压电气设备中。充装SF6的电气设备占地面积少、运行噪声小，无火灾危险，极大地提高了电气设备运行的安全可靠性。
SF6气体在过热、电弧、电火花和电晕放电的作用下，会发生分解，其分解产物还可与设备中的微量水分、电极和固体绝缘材料发生反应，其产物比较复杂，有气体杂质，如四氟化碳(CF4)、氟化硫酰(SO2F2)、氟化亚硫酰(SOF2)、二氧化硫（SO2）、十氟一氧化二硫（S2OF10）等，还有一些固体杂质，如氟化铝（AlF3）、氟化钨（WF6）等,具体分解途径见下表。
对于运行中的电气设备，判断其设备内部运行状态相对困难，通过分析检测SF6气体的分解产物是判断SF6气体绝缘设备内部运行情况的一个强有力手段。近年来，广东省通过检测SF6气体中CF4和SO2等分解产物的含量已经成功判断了多起电气设备故障。根据以往研究经验和实际工作，通过SF6气体的分解产物HF、SO2F2、S2OF10、CS2、SCO、SF4，SOF2，SOF4、S2F10、SiF4等化合物也可以有效判断SF6气体绝缘设备内部运行情况，是成功判断电气设备故障的一个强有力手段。
传统色谱分析仪器采用Gaspro毛细柱单柱来对SF6分解产物进行分离和测试，利用TCD和FDP串连检测器对SF6分解产物进行分析，传统色谱分析仪的原理是先通过色谱分析柱使待测组分进行分离，然后通过检测器将分离得出的组分进行分别测定，由于HF的强腐蚀性，导致传统色谱分析仪在分离的过程中，HF被色谱柱吸收，而不能被检测到。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，本实用新型通过准确分析SF6分解产物中SO2，HF，SF4，SOF2，SOF4，SO2F2，S2F10，SiF4,CF4，CO，COS，有效判断SF6气体绝缘设备内部运行情况，成功判断电气设备故障。
一种检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其设置有红外光源、吸收腔室，所述吸收腔室的侧壁设有第一KBr窗口及第二KBr窗口，所述红外光源、第一KBr窗口、第二KBr窗口位于同一直线上。红外光源设置在吸收腔室外，其发出的红外光光路通过第一KBr窗口投射进吸收腔室，再从第二KBr窗口射出。
在其中一些实施例中，所述直线相对于所述第一KBr窗口所在平面、第二KBr窗口所在平面垂直。
在其中一些实施例中，所述红外光源在所述第一KBr窗口及第二KBr窗口之间的光路长度为10-12cm。在此范围内，可以保持SF6分解产物较好的检测灵敏度。
在其中一些实施例中，所述吸收腔室的长度为10-12cm。吸收腔室的长度＜10cm时，SF6杂质（分解产物）的灵敏度达不到仪器的检出要求，不能够被准确定量，吸收腔室的长度越长，则SF6背景对其杂质的干扰也越大，因此，发明人得出吸收腔室在10-12cm为较优的选择，可以达到更好的测量结果。
在其中一些实施例中，所述吸收腔室的长度为10cm。
本实用新型相较于现有技术的优点和有益效果为：
本实用新型通过多位发明人多年的研究和大量的实验，确定了在傅里叶红外光谱分光光度计设置吸收腔以及在吸收腔上设置两个KBr窗口的结构以及红外光源在两个KBr窗口之间的光路长度等优选参数，本实用新型可以有效解决现有仪器不能准确分析SF6分解产物中HF，SF4，S2F10，SiF4的问题，通过准确分析SF6中分解产物SO2，HF，SF4，SOF2，SOF4，SO2F2，S2F10，SiF4,CF4，CO，COS，有效判断SF6气体绝缘设备内部运行情况，成功判断电气设备故障，保障电气设备安全运行。
附图说明
图1为本实用新型实施例1检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计的吸收腔室的结构图，附图标记说明：100：傅里叶红外光谱分光光度计；120：样气外放阀；130：吸收腔室；131：第一KBr窗口；132：第二KBr窗口；140：红外光源。
图2为SF6及其分解产物吸收波段示意图；
图3为实施例1的SF6分解产物的特征光谱吸收图（单个待测目标物分开）；
图4为实施例1的SF6分解产物的检测结果界面图；
图5为实施例1所得结果谱图；
图6为传统色谱分析仪器所得结果谱图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例1为一种检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计100，其内部设置有红外光源140、吸收腔室130，吸收腔室130由不锈钢制成（可最大限度减少与样气的杂质和HF的反应），长度为10cm（即吸收腔室130设置有KBr窗口的两侧壁之间的距离），其侧壁上设置有第一KBr窗口131及第二KBr窗口132，红外光源140、第一KBr窗口131、第二KBr窗口132位于同一直线上，该直线相对于第一KBr窗口131所在平面、第二KBr窗口132所在平面垂直。红外光源140设置在吸收腔室130外，其发出的红外光光路通过第一KBr窗口131投射进吸收腔室130，再从第二KBr窗口132射出。红外光源140在第一KBr窗口131及第二KBr窗口132之间的光路长度为10cm，上述KBr窗口的最小透过红外光波长为500cm-1
以下为使用本实用新型对SF6分解产物进行傅里叶红外光谱分析的过程，包括以下步骤：
将样气通过气路引入傅里叶红外光谱分光光度计100内的吸收腔室130进行傅里叶红外光谱分析，分析参数为：检测器：光电导检测器;压力平衡：0.1mbar；冷媒：液态氮400mL，温度为-196℃。过量的样气会自动通过样气外放阀120排出傅里叶红外光谱分光光度计100。
不同目标化合物的最大吸收波长
表1表示SF6分解产物的最大吸收波长，表中所列波长为发明人通过大量实验及经验所确定的目标化合物的优选测量条件。
表1-SF6分解产物吸收波长
图2显示出不同的待测目标物（如SO2、S2F10、SiF4、SOF2、SO2F2、SOF4、SF4、CF4、HF）吸收波段同SF6背景吸收波段（不同吸收腔室长度）的影响，在测量时应选择待测目标物吸收最大而SF6背景干扰最小时进行测量。
在测量分解产物时，水份和CO2含量对测量有较大的影响，在测量前需要进行背景的测量，实际样品测量时，需要减掉背景的影响。如吸收腔室130的长度＜10cm时，光路的长度也＜10cm，此时则SF6杂质（分解产物）的灵敏度达不到仪器的检出要求，不能够被准确定量，而从图2可以看出，吸收腔室130的长度越长，则SF6背景对其杂质的干扰也越大，因此，结合图2的结果，发明人得出吸收腔室130的长度在10cm为最优选择，可以达到更好的测量结果。
从图3-5可以看出，使用本实用新型对SF6分解产物进行傅里叶红外光谱分析，可以同时准确定量分析SO2、SOF2、SO2F2、SOF4、SF4、CF4、HF、SiF4几种SF6分解产物，且样品的分析过程不存在分离等破坏样品原有状态和性质的过程，保存了样品的原貌，不影响样品的二次使用；
而采用传统色谱分析仪器（请见图6），并不能有效检测出SOF2、SOF4、SF4、HF和SiF4，且SO2F2同SF6的分离效果不好，本实用新型可以有效地改善SO2F2同SF6分离效果不好，提高SO2F2的灵敏度。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其特征在于，其设置有红外光源、吸收腔室，所述吸收腔室的侧壁设有第一KBr窗口及第二KBr窗口，所述红外光源、第一KBr窗口、第二KBr窗口位于同一直线上。
2.根据权利要求1所述的检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其特征在于，所述直线相对于所述第一KBr窗口所在平面、第二KBr窗口所在平面垂直。
3.根据权利要求1或2所述的检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其特征在于，所述红外光源在所述第一KBr窗口及第二KBr窗口之间的光路长度为10-12cm。
4.根据权利要求1或2所述的检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其特征在于，所述吸收腔室的长度为10-12cm。
5.根据权利要求4所述的检测SF6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计，其特征在于，所述吸收腔室的长度为10cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320717420.2U CN203616248U (zh) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | 检测sf6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320717420.2U CN203616248U (zh) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | 检测sf6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203616248U true CN203616248U (zh) | 2014-05-28 |
Family
ID=50768882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320717420.2U Expired - Lifetime CN203616248U (zh) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | 检测sf6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203616248U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105651729A (zh) * | 2014-12-02 | 2016-06-08 | 株式会社堀场Stec | 分解检测装置、浓度测量装置和浓度控制装置 |
-
2013
- 2013-11-13 CN CN201320717420.2U patent/CN203616248U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105651729A (zh) * | 2014-12-02 | 2016-06-08 | 株式会社堀场Stec | 分解检测装置、浓度测量装置和浓度控制装置 |
| CN105651729B (zh) * | 2014-12-02 | 2020-07-07 | 株式会社堀场Stec | 分解检测装置、浓度测量装置和浓度控制装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103604769A (zh) | Sf6分解产物的傅里叶红外光谱分析方法 | |
| CN104267132B (zh) | 检测sf6分解产物的色谱分析方法 | |
| CN103105441A (zh) | 一种定性定量分析sf6气体放电分解产物的方法 | |
| CN101799458B (zh) | 一种分析电气设备中的sf6的分解产物的方法 | |
| CN103604882B (zh) | Sf6分解产物的氦离子色谱分析方法 | |
| CN104297599A (zh) | 一种六氟化硫电气设备故障诊断方法及系统 | |
| CN103091440B (zh) | 一种定性定量分析sf6气体中痕量杂质的方法 | |
| CN103868853B (zh) | 用于六氟化硫气体分解过程实时监测的径向共振光声池 | |
| CN103926201A (zh) | 一种测量sf6分解物中so2气体光谱的装置及利用该装置获得so2气体浓度的方法 | |
| CN102072934A (zh) | 一种电力系统六氟化硫气体品质的检测方法 | |
| CN103616445B (zh) | Sf6分解产物的分析方法 | |
| CN103076301A (zh) | 一种基于红外的sf6气体分解物检测装置 | |
| CN203616248U (zh) | 检测sf6分解产物的傅里叶红外光谱分光光度计 | |
| CN106885785A (zh) | 测量六氟化硫分解气体中二氧化硫浓度的装置及方法 | |
| CN103900987A (zh) | 测量sf6分解气体中so2气体浓度的方法 | |
| CN114019040A (zh) | 一种检测六氟化硫中气体杂质的系统 | |
| CN103134761A (zh) | 检测gis内so2的紫外光谱检测系统及数据处理方法 | |
| CN103940771A (zh) | 利用光谱吸收法测量sf6分解物cf4气体浓度的方法 | |
| CN103900983A (zh) | 测量sf6分解气体中h2s浓度的方法 | |
| CN103900984A (zh) | 测量sf6分解气体中sof2浓度的方法 | |
| CN103969557A (zh) | 一种基于气体组分分析的gis绝缘状态诊断方法 | |
| CN203672843U (zh) | 用于分析sf6分解产物的氦离子色谱仪 | |
| Miao et al. | Application research of laser gas detection technology in the analysis of Sulphur hexafluoride | |
| CN204214823U (zh) | 检测sf6分解产物的色谱仪 | |
| CN203838055U (zh) | 用于实时监测sf6分解气体中h2s光谱的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140528 |