采用激光共振光声光谱技术检测乙炔气体采用激光共振光声光谱技术检测乙炔气体云玉新1,2,赵笑笑1,陈伟根2,李立生1,赵富强1(1.山东电力研究院,济南250002;2.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044)摘要:乙炔常伴随变压器内放电性故障的出现而产生,为了检测乙炔气体,通过研究乙炔在近红外波段的红外吸收特性及深入分析光声池的设计,构建了用以检测乙炔的光声光谱气体检测装置。利用该装置,对分布反馈半导体激光器的辐射特性进行了实验分析,结果表明,激光器的辐射波长随工作温度或注入电流的升高以近似线性升高,且在工作温度下的变化梯度大于注入电流下的变化梯度;利用分布反馈半导体激光器的窄线宽和可调谐特性,测得乙炔分子在近红外区第一泛音带的R(4)、R(5)支光声光谱;对光声信号受气体体积分数、激光功率影响的实验分析表明,在低气体体积分数、低激光功率条件下,光声信号与气体体积分数、激光功率间具有良好的线性依赖关系,该装置对乙炔的最低体积分数检测限约为1.4×10-6。关键词:共振光声光谱;气体检测;油中溶解气体;乙炔;分布反馈半导体激光器;纵向共振光声池中图分类号:O433文献标志码:A文章编号:101326520(2022)0922156207基金资助项目:重庆市自然科学基金重点资助项目(CSTC2007BA3002)。ProjectSupportedbyNationalScienceFoundationofChongqing(CSTC2007BA3002).AcetyleneDetectionbyLaserResonantPhotoacousticSpectrometryYUNYu2xin1,2,ZHAOXiao2xiao1,CHENWei2gen2,LILi2sheng1,ZHAOFu2qiang1(1.ShandongElectricalPowerResearchInstitute,Jinan250002,China;2.StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:Acetylenealwaysarisesfromthedischargefaultsintransformers.Inordertodetectit,wedevelopedaphotoacousticspectrometerbyresearchingthenearinfraredabsorptioncharacteristicofacetylene,andanalyzedthedesignofphotoacousticcells.Bythephotoacousticspectrometer,theradiationcharacteristicofthedistributedfeed2backdiodelaserwasanalyzed.Theexperimentalresultsshowthattheradiationwavelengthgoesupnearlylinearlywiththeoperatingtemperaturerisingortheinjectingcurrentrising,andthattheinfluenceoftheoperatingtempera2tureontheradiationwavelengthishigherthanthatoftheinjectingcurrent.ThephotoacousticspectrumofR(4)andR(5)innearinfraredfirstovertoneregionofacetylenewasgottenbytakingadvantageofthenarrowlinewidthandthetunabilityofthedistributedfeedbackdiodelaser.Moreover,experimentalresultsshowthatthephotoacous2ticsignalhasasignificantlinearcorrelationwiththegascontentandthelaserpowerunderlowgascontentorlowla2serpower.Theminimumdetectionlimitofacetyleneisabout1.4×10-6.Keywords:resonantphotoacousticspectrometry;gasdetection;dissolvedgasinoil;acetylene;distributedfeedbackdiodelaser;longitudinalresonantphotoacousticcell0引言近年来,随着电力系统的不断发展及人民生活对供电可靠性要求的日益增高,电气设备的维修方式正从定期维修逐步向状态维修过渡[1]。油中溶解气体的在线监测及建立在此基础上的故障诊断技术能够为变压器类电气设备的状态维修提供重要的数据支持和理论判据,因而成为该类设备实现状态维修的一项必不可少的关键技术[224]。为了实现油中溶解气体的在线监测,已提出了多种方法如气相色谱法[5]、气敏传感器法[6]、傅立叶红外光谱法[7,8]等,但在长期使用中,这些方法存在取样复杂、交叉敏感、长期稳定性差、检测气体组分不够齐全等缺点。当前,一种新型的气体传感技术———光声光谱技术因具有灵敏度高、选择性好、检测范围宽等优点,成为微量气体检测领域的研究热点。文献[9]在分析光声光谱应用于油中溶解气体分析的特点基础上,将其与以往油中溶解气体在线监测技术进行了比较,认为光声光谱技术综合了在线色谱和在线傅立叶红外光谱的许多优点,而且可以克服它们的诸多不足,其测量指标更优,因而具有良好的应用前景。在国家标准GB/T735222001认定的甲烷等故障特征气体中,乙炔往往伴随变压器内部放电性故?6512?第35卷第9期2022年9月30日高电压技术HighVoltageEngineeringVol.35No.9Sep.30,2022本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！