本發(fā)明涉及混合氣體成分檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種檢測sf6混合氣體成分的裝置及方法。
背景技術(shù)：
：sf6混合氣體相對于純sf6能有效減少電氣開關(guān)設(shè)備中sf6氣體的溫室效應(yīng)作用，并能較好的克服外界環(huán)境溫度過低造成純sf6氣體液化的缺陷，可有效作為純sf6替代氣體在電氣開關(guān)中的使用。但混合氣體工作氣壓為0.6mpa～0.7mpa，在設(shè)備長時間運行過程中會存在泄露及成份發(fā)生變化等缺陷，對電氣設(shè)備絕緣強度造成極大影響，由于氣體成份的變化造成各混合氣體填充比例難以確定，需對混合氣體的成份進行鑒定。目前對sf6混合氣體純度檢測的方法主要有微型熱導(dǎo)池及紅外線吸收法。熱導(dǎo)池檢測器的檢測原理是基于不同組分與載氣之間有不同的熱導(dǎo)系數(shù)，熱導(dǎo)池檢測工作時，接通載氣并保持池體恒溫，此時流經(jīng)的載氣成份和流量都是穩(wěn)定的。流經(jīng)熱敏元件電流也是穩(wěn)定的，由熱敏元件組成的電橋處于平衡狀態(tài)。當經(jīng)色譜柱分離后的組份被載氣帶入熱導(dǎo)池中由于組份和載氣的熱傳導(dǎo)率不同，因而使熱敏元件溫度發(fā)生變化，并導(dǎo)致電阻發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電橋不平衡，輸出電壓信號，此信號的大小與被測組份的濃度成函數(shù)關(guān)系，再由記錄儀或色譜數(shù)據(jù)處理機進行換算從而得到氣體的組分。微型熱導(dǎo)池具有較高的測量精度，但易受環(huán)境溫度的影響，即使增加了溫度補償，使用一段時間后也會出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象。紅外線吸收法原理是根據(jù)不同組分氣體對不同波長的紅外線具有選擇性吸收的特性而工作的分析儀表。測量這種吸收光譜可判別出氣體的種類，測量吸收強度可確定被測氣體的濃度。超聲波法具有較好的穩(wěn)定性，但測量精度低。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種檢測sf6混合氣體成分的裝置及方法，將待測混合氣體充入測量罐中，通過高壓直流電擊穿氣體，采用光譜檢測系統(tǒng)測量sf6混合氣體放電等離子體光譜特性，來檢測sf6氣體成分。檢測時所需待測氣體樣品量小，并且裝置的操作簡便，對后期數(shù)據(jù)的處理過程所需時間較短，對設(shè)備的正常工作幾乎沒有影響，能對長期運行的高壓產(chǎn)品中的sf6混合氣體電介質(zhì)成分變化進行檢測。一方面，本發(fā)明提供一種檢測sf6混合氣體成分的裝置，包括高壓直流電源、待檢測氣體測量罐和光譜檢測系統(tǒng)；所述高壓直流電源包括工頻調(diào)壓器、工頻試驗變壓器、兩個限流電阻、高壓硅堆和高壓電容器；所述工頻調(diào)壓器與工頻試驗變壓器相連后與第一限流電阻、高壓硅堆、高壓電容器串聯(lián)，經(jīng)整流電路設(shè)計為電壓為0～100kv的可調(diào)高壓直流電源，待測氣體測量罐與第二限流電阻串聯(lián)后再并聯(lián)在高壓電容器的兩端，組成氣體擊穿回路；所述待檢測氣體測量罐作為采樣容器，與高壓直流電源連接構(gòu)成氣體擊穿回路，包括高純硅玻璃罐壁、兩個相對的鋁平板電極和上下密封蓋；所述兩個相對的鋁平板電極密封于所述高純硅玻璃罐壁內(nèi)部，并分別通過設(shè)有調(diào)距旋鈕的金屬螺桿固定于上下密封蓋上，金屬螺桿作為待檢測氣體測量罐與高壓直流電源的連接端；兩個鋁平板電極之間設(shè)有一定間隙，設(shè)有調(diào)距旋鈕的金屬螺桿用于調(diào)節(jié)兩個鋁平板電極間的間隙大?。幌旅芊馍w上設(shè)有連接氣管的通氣口，通氣口用來作為抽真空連接口，經(jīng)過抽真空處理后作為待測氣體進氣口；所述氣管上設(shè)有氣壓表和閥門，用于待檢測氣體測量罐內(nèi)混合氣體的氣壓調(diào)節(jié)，提取待測氣體時需對氣體通道進行抽真空處理；所述光譜檢測系統(tǒng)與氣體擊穿回路相獨立設(shè)置，包括光觸發(fā)裝置、光纖光譜儀和上位機，所述光觸發(fā)裝置連接光纖光譜儀的輸入端，光纖光譜儀的輸出端連接上位機，將測得的光譜特性信息傳輸給上位機；檢測時，光纖光譜儀的光纖探頭上的光接收口對準待檢測氣體測量罐中兩個鋁平板電極的間隙，兩者處于同一水平線上；所述上位機用于根據(jù)光譜特性計算氣體放電過程中的電子數(shù)密度和電子溫度，結(jié)合光譜特性信息對待測氣體成分比例進行綜合分析。進一步地，所述光譜檢測系統(tǒng)中光纖光譜儀和上位機要進行如下的抗干擾處理：對光纖光譜儀除導(dǎo)線外的其他部位用金屬材質(zhì)材料進行包裹，對上位機除顯示屏和電源線的其他部位進行相同處理。進一步地，在氣體擊穿放電時，光纖探頭通過直線光纖與光纖光譜儀相連，光纖探頭與光纖光譜儀之間的直線距離為6m～10m，即光纖通道為6m～10m；根據(jù)測量罐中氣體放電的實際情況，人為調(diào)整光纖探頭上的光接收口與待檢測氣體測量罐中兩個鋁平板電極的間隙的距離，以保證光纖光譜儀能采集到有效光譜信息。另一方面，本發(fā)明還提供一種采用上述的裝置進行檢測sf6混合氣體成分的方法，包括以下步驟：步驟1：對待檢測氣體測量罐進行抽真空處理，將待檢測氣體充入待檢測氣體測量罐，通過待檢測氣體測量罐上的氣壓表讀取提取的待檢測氣體氣壓，當氣壓達到預(yù)設(shè)壓強值時停止充氣；步驟2：根據(jù)待檢測氣體測量罐中鋁平板電極間隙的位置安裝光觸發(fā)裝置8和光纖光譜儀9的位置，并設(shè)置光譜采集參數(shù)，用于獲得光譜分析的光譜特性信息；步驟3：在各個儀器正常工作后，調(diào)節(jié)工頻調(diào)壓器，均勻緩慢地增加待檢測氣體測量罐兩端電壓，直到待檢測氣體測量罐中氣體擊穿產(chǎn)生電弧；步驟4：當氣體擊穿出現(xiàn)電弧時，立即停止升壓，將待檢測氣體測量罐兩端電壓降至為零，關(guān)閉高壓直流電源；步驟5：光觸發(fā)裝置將光信號通過光纖光譜儀上傳給上位機，自動采集含有光譜特性信息的光譜圖像；步驟6：上位機提取光譜圖像中鋁原子相關(guān)譜線的光譜特性信息，并計算待測氣體擊穿時的電子數(shù)密度與電子溫度，將光譜特性信息及得到的電子數(shù)密度與電子溫度與已知的初始成分比例氣體的對應(yīng)參數(shù)進行對比，經(jīng)過對上位機光譜圖像、電子數(shù)密度與電子溫度計算結(jié)果的綜合分析后，確定待測氣體混合比例。進一步地，步驟1中對待檢測氣體測量罐進行抽真空處理時，將輸氣裝置、待檢測氣體測量罐及真空泵經(jīng)密封連接好，打開待檢測氣體測量罐上的閥門，然后進行抽真空處理，當真空度達到20pa以下時，關(guān)閉閥門，停止抽真空處理；對經(jīng)過抽真空處理的待檢測氣體測量罐充入待測氣體時，重新打開待檢測氣體測量罐上的閥門和輸氣裝置的閥門，向待檢測氣體測量罐充入待測氣體。進一步地，步驟2中光觸發(fā)裝置安裝前，需經(jīng)過光纖激光校準，使光觸發(fā)裝置光的接收口、光纖探頭的光纖通道口與待檢測氣體測量罐的鋁平板電極間隙保持在同一水平線上，同時光觸發(fā)裝置與待檢測氣體測量罐保持40cm～60cm的距離。進一步地，步驟5中光譜圖像的采集重復(fù)進行多次，直到出現(xiàn)不受電磁干擾的有效光譜圖像；判斷是否為不受電磁干擾的有效光譜圖像的方法為：判斷示蹤原子相應(yīng)譜線的光強幅值是否接近于零，若是，則光譜圖受到電磁干擾，否則，若出現(xiàn)較高的幅值時，為有效的光譜圖像；其中較高的幅值的標準為50個相對光強以上。進一步地，步驟6中計算待測氣體擊穿時的電子溫度時，根據(jù)氣體放電理論和原子發(fā)射光譜理論，采用多譜線斜率法計算電子溫度，并選取鋁原子為示蹤原子，根據(jù)鋁原子譜線進行電子溫度的計算，具體方法為：根據(jù)公式(1)轉(zhuǎn)化得到公式(2)；其中，i表示測得的鋁原子等離子體輻射光強，n表示待測氣體的分子總數(shù)，v表示鋁原子譜線頻率，g、a、g和e分別為鋁原子核外電子相關(guān)譜線的統(tǒng)計權(quán)重、躍遷幾率、配分函數(shù)和相應(yīng)能級的激發(fā)能，h為普朗克常數(shù)，k為玻爾茲曼常數(shù)，te為等離子體中的電子溫度；c為常數(shù)，選取多條鋁原子核外電子相關(guān)譜線，并以ln(iλ/ga)值為縱坐標，以e為橫坐標，將得到一系列離散的點，通過線性曲線擬合，得到曲線的斜率，即-1/kte，進而得到等離子體的電子溫度te。進一步地，步驟6中計算待測氣體擊穿時的電子數(shù)密度時，根據(jù)受激原子核外電子躍遷測得的原子譜線展寬為相鄰帶電粒子對受激原子作用的結(jié)果，譜線的展寬是電子數(shù)密度的函數(shù)，如式(3)所示，采用平方stark展寬法求解該函數(shù)，并使用鋁原子相關(guān)參數(shù)計算sf6氣體放電時形成的等離子導(dǎo)電通道的電子數(shù)密度；其中，δλw為譜線峰值的半高寬度，即譜線半寬度；te為等離子體的電子溫度，ω為鋁原子電子碰撞半寬度(nm)，α為鋁離子的離子展寬參數(shù)，ne為電子數(shù)密度；根據(jù)測到的電子溫度和鋁原子的譜線信息，采用stark展寬法得到電子數(shù)密度ne。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種檢測sf6混合氣體成分的裝置及方法，將待測混合氣體充入測量罐中，通過高壓直流電擊穿氣體，采用光譜檢測系統(tǒng)測量sf6混合氣體放電等離子體光譜特性，來檢測sf6氣體成分。能對長期運行的高壓產(chǎn)品中的sf6混合氣體電介質(zhì)成分變化進行檢測，當氣體成分發(fā)生較大變化時，可根據(jù)高電壓絕緣專業(yè)知識對以混合氣體充當絕緣介質(zhì)的產(chǎn)品進行維護。同時本發(fā)明的裝置操作簡便，對從產(chǎn)品中提取的待檢測氣體量十分小，對待檢測設(shè)備的運行幾乎沒有影響；對混合氣體進行光譜測量及利用光譜信息進行相關(guān)參數(shù)的計算的處理過程所需時間較短，可在兩小時內(nèi)對混合氣體成分的變化進行有效評估，有效的避免了對以混合氣體為電介子的高電壓產(chǎn)品在進行氣體成份檢測時對工程較長時間的影響。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例提供的檢測sf6混合氣體成分的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的待檢測氣體測量罐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的鋁原子的stark展寬參數(shù)與電子溫度的關(guān)系曲線圖；其中，(a)為離子展寬參數(shù)與電子溫度的關(guān)系曲線圖；(b)為電子碰撞半寬度與電子溫度的關(guān)系曲線圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的0.1mpa時50％sf6/50％cf4混合氣體擊穿光譜圖。圖中：1、待檢測氣體測量罐；101、高純硅玻璃罐壁；102、鋁平板電極；103、上密封蓋；104、下密封蓋；105、拉桿；106、調(diào)劑旋鈕；107、通氣口；8、光觸發(fā)裝置；9、光纖光譜儀；10、上位機；11、光纖探頭。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。一種檢測sf6混合氣體成分的裝置，如圖1所示，包括高壓直流電源、待檢測氣體測量罐1和光譜檢測系統(tǒng)。高壓直流電源包括工頻調(diào)壓器t1、工頻試驗變壓器t2、兩個限流電阻r1與r2、高壓硅堆d和高壓電容器c。工頻調(diào)壓器t1與工頻實試驗變壓器t2相連后與第一限流電阻r1、高壓硅堆d、高壓電容器c串聯(lián)，經(jīng)整流電路設(shè)計為電壓為0～100kv的可調(diào)高壓直流電源，待測氣體測量罐與第二限流電阻r2串聯(lián)后再并聯(lián)在高壓電容器c的兩端，組成氣體擊穿回路。本實施例中，工頻調(diào)壓器t1為220v/252v型調(diào)壓器，工頻實試驗變壓器t2為252v/100kv型變壓器，限流電阻r1和r2為用去離子水制成的水電阻，阻值為2mω，高壓硅堆d為100kv、1a型，線路經(jīng)過限流電阻r1和高壓硅堆d組成的整流電路向型號為120kv、0.26μf的高壓電容器c進行充電。待檢測氣體測量罐1作為采樣容器，可移動，檢測時與高壓直流電源連接構(gòu)成氣體擊穿回路，如圖2所示，包括高純硅玻璃罐壁101、兩個相對的鋁平板電極102和上下密封蓋103和104，其中高純硅玻璃罐壁101的內(nèi)半徑為3cm，高為10cm，鋁平板電極102為經(jīng)過倒角處理的平面電極，為高4.5cm、半徑2.6cm的圓柱體。兩個相對的鋁平板電極密封于高純硅玻璃罐壁101內(nèi)部，并分別通過設(shè)有調(diào)距旋鈕106的金屬螺桿105固定于上下密封蓋上，金屬螺桿105作為待檢測氣體測量罐1與高壓直流電源的連接端；兩個鋁平板電極102之間設(shè)有一定間隙，設(shè)有調(diào)距旋鈕106的金屬螺桿105用于調(diào)節(jié)兩個鋁平板電極102間的間隙大小，本實施例中，在檢測時鋁平板電極間距設(shè)定為2mm。下密封蓋上設(shè)有連接氣管的通氣口107，，通氣口用來作為抽真空連接口，經(jīng)過抽真空處理后作為待測氣體進氣口，氣管的另一端連接氣體充放與回收裝置，實驗時，待測氣體測量罐已充入待測氣體，需要斷開與氣體充放與回收裝置的連接。氣管上設(shè)有氣壓表g1和閥門k1，用于待檢測氣體測量罐1內(nèi)混合氣體的氣壓調(diào)節(jié)，提取待測氣體時需對氣體通道進行抽真空處理。光譜檢測系統(tǒng)與氣體擊穿回路相獨立設(shè)置，包括光觸發(fā)裝置8、光纖光譜儀9和上位機10，光觸發(fā)裝置8連接光纖光譜儀9的輸入端，光纖光譜儀9的輸出端連接上位機10，光纖光譜儀9與上位機10之間的距離很小，通過一根數(shù)據(jù)線進行連接，光纖光譜儀9將測得的光譜特性信息傳輸給上位機10。檢測時，光纖光譜儀9的光纖探頭11上的光接收口對準待檢測氣體測量罐1中兩個鋁平板電極102的間隙，兩者處在于同一水平線上，本實施例中，保持光接收口與電極間隙0.5m的直線距離。上位機10用于根據(jù)光譜特性計算氣體放電過程中的電子數(shù)密度和電子溫度，結(jié)合光譜特性信息對待測氣體成分比例進行綜合分析。本實施例中，光纖光譜儀9采用avantes-2048型光譜儀，共有八通道輸入，可以對200nm-1100nm波段范圍的光譜進行采集，分辨率為10-3nm，響應(yīng)時間1.28μs；光觸發(fā)裝置8為同步觸發(fā)裝置，采用光敏二極管構(gòu)成，響應(yīng)時間為1μs。光譜檢測系統(tǒng)中光纖光譜儀9和上位機10要進行如下的抗干擾處理：對光纖光譜儀9除導(dǎo)線外的其他部位用金屬材質(zhì)材料進行包裹，對上位機10除顯示屏和電源線的其他部位進行相同處理，以免在氣體放電過程中受到電磁干擾無法采集到正確的光譜信息。在氣體擊穿放電時，光纖探頭11通過直線光纖與光纖光譜儀9相連，光纖探頭與光纖光譜儀的直線距離為6m-10m，即之間的光纖通道根據(jù)放電情況選擇6m～10m的合適距離，使得氣體擊穿放電時，測量回路中產(chǎn)生的電磁干擾與光譜檢測系統(tǒng)中的各測量儀器保持一定的距離。根據(jù)測量罐中氣體放電的實際情況，人為調(diào)整光纖探頭11上的光接收口與待檢測氣體測量罐中兩個鋁平板電極的間隙的距離，以保證光纖光譜儀9能采集到有效的光譜信息。本實施例中，采用上述裝置對含有cf4的sf6混合氣體sf6/cf4進行光譜采集及氣體擊穿時形成的等離子體通道中電子溫度和電子數(shù)密度的計算，進而分析待測氣體的成分比例的變化。在檢測之前，裝置中的高壓直流電源回路要經(jīng)過安全評估，在回路周圍設(shè)置安全隔離區(qū)域，以免測量光譜時對人體產(chǎn)生危害，各個連接處及儀器進行牢固處理，檢測過程中避免較大的電動力使得線路抖動而破壞檢測或?qū)υO(shè)備造成損壞。對一種待檢測sf6/cf4混合氣體比例成分的方法具體包括如下步驟。步驟1：對待檢測氣體測量罐1進行抽真空處理，將待檢測氣體sf6/cf4充入待檢測氣體測量罐1，通過待檢測氣體測量罐1上的氣壓表g1讀取提取的待檢測氣體氣壓，當氣壓達到預(yù)設(shè)壓強值時停止充氣。對待檢測氣體測量罐1進行抽真空處理時，將輸氣裝置、待檢測氣體測量罐1及真空泵經(jīng)密封連接好。具體實施中，在氣管的末端連接三通，以同時連接輸氣裝置和真空泵，或者當輸氣裝置和真空泵作為一體形成一個氣體充放與回收裝置時，可以將氣管直接與氣體充放與回收裝置連接。連接好后，打開待檢測氣體測量罐1上的閥門k1，然后進行抽真空處理，當真空度達到20pa以下時，關(guān)閉閥門k1，停止抽真空處理。對經(jīng)過抽真空處理的待檢測氣體測量罐1充入待測氣體時，重新打開待檢測氣體測量罐1上的閥門k1和輸氣裝置的放氣閥門，向待檢測氣體測量罐1緩慢充入待測的混合比例的氣體sf6/cf4，當氣壓表g1讀數(shù)為0.1mpa時，關(guān)閉閥門k1，停止充氣。步驟2：根據(jù)待檢測氣體測量罐1中鋁平板電極間隙的位置安裝光觸發(fā)裝置8和光纖光譜儀9的位置，并設(shè)置光觸發(fā)裝置觸發(fā)后光譜采集開始時間及光譜采集時間段等參數(shù)，用于獲得光譜分析的光譜特性信息。光觸發(fā)裝置8安裝前，需經(jīng)過光纖激光校準，使光纖探頭11的光接收口即光纖通道口對準待檢測氣體測量罐1的鋁平板電極間隙，兩者保持在同一水平線上，同時光觸發(fā)裝置8與待檢測氣體測量罐1保持40cm～60cm的距離。光纖光譜儀9在與光纖連接后應(yīng)用專業(yè)的光源進行光譜校準，同時光纖的長度要達到相應(yīng)的要求，光纖光譜儀9及與其相連的上位機10都要進行電磁干擾屏蔽。步驟3：在各個儀器正常工作后，調(diào)節(jié)工頻調(diào)壓器t1，均勻緩慢地增加待檢測氣體測量罐1兩端電壓，直到待檢測氣體測量罐1中氣體擊穿產(chǎn)生電弧。步驟4：當氣體擊穿出現(xiàn)電弧時，立即停止升壓，將待檢測氣體測量罐1兩端電壓降至為零，關(guān)閉高壓直流電源。步驟5：光觸發(fā)裝置8將光信號通過光纖光譜儀9上傳給上位機10，通過avasoft軟件自動采集含有光譜特性信息的光譜圖像。光譜圖像的采集重復(fù)進行至少五次，直到出現(xiàn)不受電磁干擾的有效光譜圖像；判斷是否為不受電磁干擾的有效光譜圖像的方法為：判斷示蹤原子相應(yīng)譜線的光強幅值是否接近于零，若是，則光譜圖受到電磁干擾，否則，若出現(xiàn)較高的幅值時，為有效的光譜圖像；其中較高的幅值的標準為50個相對光強以上。本實施例中，示蹤原子為鋁原子。步驟6：上位機提取光譜圖像中鋁原子相關(guān)譜線的光強值及譜線半高寬度，并計算待測氣體擊穿時的電子數(shù)密度與電子溫度，將光譜特性信息及得到的電子數(shù)密度與電子溫度與已知的初始成分比例氣體的對應(yīng)參數(shù)進行對比，經(jīng)過對上位機光譜圖像、電子數(shù)密度與電子溫度計算結(jié)果的綜合分析后，確定待測氣體混合比例。其中，相關(guān)譜線為波長為308.215nm、309.288nm、394.404nm、396.152nm的譜線。計算待測氣體擊穿時的電子溫度時，根據(jù)氣體放電理論，間隙完全擊穿形成的等離子體導(dǎo)電通道內(nèi)電離和復(fù)合達到動態(tài)平衡，等離子體可認為近似處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)(te)，根據(jù)原子發(fā)射光譜理論，采用多譜線斜率法計算電子溫度，計算公式如式(1)所示；其中，i表示測得的鋁原子等離子體輻射光強，n表示待測氣體的分子總數(shù)，v表示鋁原子譜線頻率，g、a、g和e分別為鋁原子核外電子相關(guān)譜線的統(tǒng)計權(quán)重、躍遷幾率、配分函數(shù)和相應(yīng)能級的激發(fā)能，h為普朗克常數(shù)，k為玻爾茲曼常數(shù)，te為等離子體中的電子溫度。選取鋁原子為示蹤原子，根據(jù)鋁原子譜線進行電子溫度的計算，根據(jù)式(1)轉(zhuǎn)化得到公式(2)：其中，c為常數(shù)，選取多條鋁原子核外電子相關(guān)譜線，并以ln(iλ/ga)值為縱坐標，以e為橫坐標，將得到一系列離散的點，通過線性曲線擬合，得到曲線的斜率，即-1/kte，進而得到等離子體的電子溫度te。表1為鋁原子核外電子相關(guān)譜線的激發(fā)能量、統(tǒng)計權(quán)重和躍遷幾率相關(guān)參數(shù)值，其中波長代表一種鋁原子核外電子激發(fā)方式，即一條特定波長譜線。將光譜檢測系統(tǒng)檢測的a1原子的核外電子躍遷譜線光強值代入式(2)中，計算得到等離子體通道中的電子溫度。表1鋁原子的光譜常數(shù)波長λ(nm)e(cm-1)ga(108s-1)308.21532435.45340.587309.28832435.45340.116394.40425347.75620.499396.15225347.75620.985計算待測氣體擊穿時的電子數(shù)密度時，根據(jù)受激原子核外電子躍遷測得的原子譜線展寬為相鄰帶電粒子對受激原子作用的結(jié)果，譜線的展寬是電子數(shù)密度的函數(shù)，如式(3)所示，stark展寬的大小取決于等離子體中電子數(shù)密度。鋁原子屬于非氫類原子，采用平方stark展寬法求解該函數(shù)，并使用鋁原子相關(guān)參數(shù)計算sf6氣體放電時形成的等離子導(dǎo)電通道的電子數(shù)密度；其中，δλw為譜線峰值的半高寬度，即譜線半寬度；ω為鋁原子電子碰撞半寬度(nm)，α為鋁離子的離子展寬參數(shù)，ne為電子數(shù)密度。根據(jù)測到的電子溫度和鋁原子的譜線信息，采用stark展寬法得到電子數(shù)密度ne。al(394.404nm)的stark展寬參數(shù)如圖3所示。通過本實施例中方法測得的待sf6/cf4混合氣體在氣壓為0.1mpa及電極間距為2mm時氣體擊穿時測得的光譜圖如圖4所示。根據(jù)圖4中的光譜特性信息計算此時電子溫度為2.13×104k，電子數(shù)密度為2.62×1017m-3。當sf6/cf4混合氣體中sf6占48％時，電子溫度為2.09×104k，電子數(shù)密度為2.71×1017m-3；當sf6混合比例為50％時，電子溫度為2.25×104k，電子數(shù)密度為2.47×1017m-3。測得電子溫度隨sf6含量增大而升高而電子數(shù)密度呈下降趨勢。通過本實施例中待測氣體的相關(guān)計算數(shù)據(jù)與已知氣體混合比例數(shù)據(jù)對比，可知待測sf6/cf4混合氣體sf6所占比例在48％-50％之間，利用此結(jié)果進行設(shè)備中混合氣體比例成分的校準與修正。本實施例提供的一種檢測sf6混合氣體成分的裝置及方法，裝置的操作簡便，所需氣體體積在15cm3以內(nèi)，通過裝置可對混合氣體成份的變化在2小時內(nèi)檢測完畢，對后期數(shù)據(jù)的處理過程所需時間較短，對待檢測氣體的裝置性能幾乎沒有影響，可在較短的時間內(nèi)修正設(shè)備中混合氣體比例成份，有效的避免了對以混合氣體為電介子的高電壓產(chǎn)品在進行氣體成份檢測時對工程較長時間的影響。最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。當前第1頁12