本申請屬于氣體檢測，尤其涉及一種氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)以及檢測方法。

背景技術(shù)：

1、變壓器常見故障中，如局部放電、變壓器過熱等，往往會產(chǎn)生多種故障特征氣體。變壓器故障時(shí)產(chǎn)生的故障氣體的類型、濃度與變壓器是否發(fā)生故障密切相關(guān)，是實(shí)現(xiàn)變壓器故障預(yù)警的重要監(jiān)測對象。變壓器發(fā)生故障時(shí)，產(chǎn)生多種故障特征氣體，例如：氫氣(h2)、甲烷(ch4)、乙炔(c2h2)、乙烯(c2h4)、乙烷(c2h6)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)等。

2、氣體檢測方法主要為色譜法和光聲光譜法。色譜法為實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)方法，應(yīng)用于現(xiàn)場在線監(jiān)測，存在耗材，維護(hù)專業(yè)等問題，但色譜法在實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)中的存在弊端；而光聲光譜法由于采用光譜法，具有無耗材，易標(biāo)定等優(yōu)勢，越來越被認(rèn)可。但是，由于在氣體檢測的過程中，噪聲總是與光聲信號相伴存在，噪聲會直接影響氣體的檢測準(zhǔn)確度，采用傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)的單一檢測光對被測氣體進(jìn)行檢測，使得檢測結(jié)果的誤差偏大，導(dǎo)致檢測準(zhǔn)確度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)以及檢測方法，旨在解決傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)存在的檢測準(zhǔn)確度低的問題。

2、本申請?zhí)峁┮环N氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，包括：

3、腔體，所述腔體內(nèi)設(shè)有平行間隔設(shè)置的第一檢測通道和第二檢測通道；

4、第一光聲接收模塊，安裝于所述第一檢測通道內(nèi)，用于接收所述第一檢測通道內(nèi)近紅外光與被測氣體作用后形成的第一光聲信號，并將所述第一光聲信號轉(zhuǎn)換為第一電信號；

5、第一信號處理模塊，與所述第一光聲接收模塊連接，用于對所述第一電信號進(jìn)行濾波與放大，獲得第一檢測信號；

6、第二光聲接收模塊，安裝于所述第一檢測通道內(nèi)，用于接收所述第二檢測通道內(nèi)中紅外光與所述被測氣體作用后形成的第二光聲信號，并將所述第二光聲信號轉(zhuǎn)換為第二電信號；

7、第二信號處理模塊，與所述第二光聲接收模塊連接，用于對所述第二電信號進(jìn)行濾波與放大，獲得第二檢測信號；

8、差分放大模塊，分別與所述第一信號處理模塊和所述第二信號處理模塊連接，用于對所述第一檢測信號與所述第二檢測信號進(jìn)行差分放大，獲得濃度檢測信號；

9、主控模塊，與所述差分放大模塊連接，用于根據(jù)所述濃度檢測信號，確定所述被測氣體的濃度。

10、本申請?zhí)峁┮环N氣體紅外交叉檢測方法，應(yīng)用于上述實(shí)施例中氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，所述氣體紅外交叉檢測方法包括：

11、接收近紅外光與被測氣體作用后形成的第一光聲信號，并將所述第一光聲信號轉(zhuǎn)換為第一電信號；

12、對所述第一電信號進(jìn)行濾波與放大，獲得第一檢測信號；

13、接收中紅外光與所述被測氣體作用后形成的第二光聲信號，并將所述第二光聲信號轉(zhuǎn)換為第二電信號；

14、對所述第二電信號進(jìn)行濾波與放大，獲得第二檢測信號；

15、對所述第一檢測信號與所述第二檢測信號進(jìn)行差分放大，獲得濃度檢測信號；

16、根據(jù)所述濃度檢測信號，確定所述被測氣體的濃度。

17、本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：

18、通過本申請?zhí)峁┑臍怏w紅外交叉檢測系統(tǒng)，在同一個(gè)腔體內(nèi)的第一檢測通道和第二檢測通道內(nèi)對同一被測氣體分別進(jìn)行近紅外檢測和中紅外檢測。第一光聲接收模塊將近紅外光與被測氣體作用后形成的第一光聲信號轉(zhuǎn)換為第一電信號。第二光聲接收模塊將中紅外光與被測氣體作用后形成的第二光聲信號轉(zhuǎn)換為第二電信號。通過第一信號處理模塊和第二信號處理模塊分別對第一電信號和第二電信號進(jìn)行濾波與放大處理，使得第一電信號和第二電信號中的噪聲被去除。進(jìn)一步，通過第一信號處理模塊和第二信號處理模塊分別對經(jīng)過濾波后的的電信號進(jìn)行了放大，增強(qiáng)了有用信號的強(qiáng)度，獲得第一檢測信號與第二檢測信號。通過差分放大模塊對第一檢測信號和第二檢測信號的差值進(jìn)行放大，對共模信號(如信號背景噪聲)進(jìn)行抑制，能夠?qū)z測信號中的信號背景噪聲去除，提高了檢測信號的信噪比，獲得更加準(zhǔn)確的能反應(yīng)被測氣體濃度的檢測信號。進(jìn)而，通過差分放大模塊輸出的濃度檢測信號，獲得更加準(zhǔn)確的被測氣體的濃度。因此，通過第一信號處理模塊、第二信號處理模塊以及差分放大模塊，去除了第一光聲信號對應(yīng)的第一電信號與第二光聲信號對應(yīng)的第二電信號中噪聲以及信號背景噪聲，能夠?qū)⑼饨绛h(huán)境等不可控因素導(dǎo)致的噪聲信號去除，獲得更加準(zhǔn)確的能反應(yīng)被測氣體濃度的檢測信號，提高了檢測準(zhǔn)確度，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)檢測準(zhǔn)確度低的問題。

技術(shù)特征：

1.一種氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號處理模塊(410)包括第一濾波電路(411)和第一前置放大電路(412)，所述第一濾波電路(411)的第一端與所述第一光聲接收模塊(41)的輸出端連接，所述第一濾波電路(411)的第二端與所述第一前置放大電路(412)的第一端連接，所述第一濾波電路(411)用于對所述第一電信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后的第一電信號；所述第一前置放大電路(412)的第二端與所述差分放大模塊(50)的第一端連接，用于對所述濾波后的第一電信號進(jìn)行放大，獲得所述第一檢測信號。

4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二信號處理模塊(420)包括第二濾波電路(421)和第二前置放大電路(422)，所述第二濾波電路(421)的第一端與所述第二光聲接收模塊(42)的輸出端連接，所述第二濾波電路(421)的第二端與所述第二前置放大電路(422)的第一端連接，所述第二濾波電路(421)用于對所述第二電信號進(jìn)行濾波，獲得濾波后的第二電信號；所述第二前置放大電路(422)的第二端與所述差分放大模塊(50)的第二端連接，用于對所述濾波后的第二電信號進(jìn)行放大，獲得所述第二檢測信號。

5.一種氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)，所述氣體紅外交叉檢測方法包括：

6.如權(quán)利要求5所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述濃度檢測信號，確定所述被測氣體的濃度的步驟，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一濃度與所述第二濃度，對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的步驟，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一濃度與所述第二濃度，對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的步驟，還包括：

9.如權(quán)利要求7所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一濃度與所述第二濃度，對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的步驟，還包括：

10.如權(quán)利要求7所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一濃度與所述第二濃度，對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的步驟，還包括：

11.如權(quán)利要求7所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一濃度與所述第二濃度，對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的步驟，還包括：

12.如權(quán)利要求8至權(quán)利要求11中任一項(xiàng)所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一濃度與所述第二濃度中最大值，評估所述變壓器的運(yùn)行狀態(tài)的步驟，包括：

13.如權(quán)利要求8至權(quán)利要求11中任一項(xiàng)所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述繼續(xù)執(zhí)行二次氣體紅外交叉檢測的步驟之后，所述方法還包括：

14.如權(quán)利要求8至權(quán)利要求11中任一項(xiàng)所述的氣體紅外交叉檢測方法，其特征在于，所述繼續(xù)執(zhí)行二次氣體紅外交叉檢測的步驟之后，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N氣體紅外交叉檢測系統(tǒng)以及檢測方法，屬于氣體檢測技術(shù)領(lǐng)域。通過在腔體內(nèi)平行間隔設(shè)置第一檢測通道和第二檢測通道。第一光聲接收模塊將第一檢測通道內(nèi)產(chǎn)生的第一光聲信號轉(zhuǎn)換為第一電信號。第二光聲接收模塊將第二檢測通道內(nèi)產(chǎn)生的第二光聲信號轉(zhuǎn)換為第二電信號。第一信號處理模塊對第一電信號進(jìn)行濾波與放大得到第一檢測信號。第二信號處理模塊對第二電信號進(jìn)行濾波與放大得到第二檢測信號。由差分放大模塊對第一檢測信號與第二檢測信號進(jìn)行差分放大得到濃度檢測信號，實(shí)現(xiàn)了差分降噪的目的，增強(qiáng)了目標(biāo)信號。主控模塊根據(jù)濃度檢測信號確定被測氣體的濃度，提升了濃度檢測精度，解決了傳統(tǒng)技術(shù)檢測準(zhǔn)確度低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：馮玉輝,高超,高二亞,李乾,宋兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中廣核核電運(yùn)營有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9