本發(fā)明涉及光聲光譜檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、充油式電力變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生局部放電、火花放電和變壓器油過(guò)熱等潛伏性故障，導(dǎo)致變壓器油或紙等絕緣材料發(fā)生裂解，從而產(chǎn)生ch4、c2h6、c2h4、h2、co、co2、c2h2、h2o?等特征氣體。

2、檢測(cè)并分析變壓器油中溶解特征氣體的類型與含量，可以獲得潛伏性故障的類型、程度及發(fā)展趨勢(shì)。

3、目前變壓器油中溶解特征氣體的檢測(cè)技術(shù)，主要有氣相色譜法、電化學(xué)傳感器法和光聲光譜(?photoacoustic?spectroscopy，pas)?法等。

4、其中，光聲光譜檢測(cè)技術(shù)具有靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

5、通過(guò)光聲光譜檢測(cè)技術(shù)的原理可知，pas系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)制入射激光產(chǎn)生與待測(cè)目標(biāo)氣體紅外吸收峰所對(duì)應(yīng)的周期性變化的紅外光，目標(biāo)氣體分子吸收調(diào)制后的光源能量以實(shí)現(xiàn)分子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷。之后，分子退激發(fā)回到基態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生熱能，在體積一定的光聲腔中產(chǎn)生聲波，產(chǎn)生的聲波會(huì)被高靈敏度的微音器探測(cè)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給上位機(jī)，對(duì)上位機(jī)測(cè)量得到的電信號(hào)通過(guò)算法反演即可得出各組分氣體濃度。

6、光聲光譜檢測(cè)技術(shù)中，光聲腔作為核心模塊，是光聲信號(hào)產(chǎn)生的場(chǎng)所，需要盡量避免外界噪聲的干擾。

7、現(xiàn)階段光聲腔對(duì)外界噪聲的屏蔽主要依賴于被動(dòng)降噪措施，如增加屏蔽層和外表面涂抹吸聲材料等，但上述措施由于增加了體積等各方面因素，導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)景有限，且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：提供一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)采用被動(dòng)降噪導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)景有限且成本較高的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，具體包括：

3、噪聲光源dfb激光器、測(cè)量光源dfb激光器、合束器、準(zhǔn)直透、第一窗片、第一光聲池、二向色鏡、第二光聲池、第二窗片；

4、測(cè)量光源dfb激光器發(fā)出測(cè)量光源，噪聲光源dfb激光器發(fā)出噪聲光源，兩光源經(jīng)過(guò)光纖合束器耦合后出射，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，透過(guò)第一窗片射入第一光聲池內(nèi)，經(jīng)過(guò)二向色鏡后，測(cè)量光源的光線原路反射回去增強(qiáng)光聲效應(yīng)，噪聲光源的光線透過(guò)二向色鏡，射入第二光聲池內(nèi)最終經(jīng)過(guò)第二窗片射出。

5、進(jìn)一步地，還包括：連接氣管，所述連接氣管連通第一光聲和第二光聲池。

6、進(jìn)一步地，所述第一窗片、第二窗片、二向色鏡具有相同的材質(zhì)和尺寸。

7、進(jìn)一步地，所述第一窗片、第二窗片表面鍍有增透膜。

8、進(jìn)一步地，所述二向色鏡表面鍍有反射測(cè)量光源、透射噪聲光源的光學(xué)膜層。

9、進(jìn)一步地，所述第一光聲池、第二光聲池由相同材質(zhì)制作而成，二者沿同一方向連接，且連接處封有二向色鏡。

10、進(jìn)一步地，第一光聲池、第二光聲池為差分結(jié)構(gòu)的光聲池，內(nèi)部有一對(duì)尺寸相同，位置上相互對(duì)稱的聲學(xué)諧振腔。

11、所述噪聲光源dfb激光器、測(cè)量光源dfb激光器做信號(hào)同步處理，第一光聲池、第二光聲池內(nèi)的聲探測(cè)器做信號(hào)同步處理。

12、本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)引入噪聲光源主動(dòng)降噪，利用噪聲光源的光聲效應(yīng)，經(jīng)過(guò)信號(hào)同步處理扣除外界噪聲干擾與氣體池自身內(nèi)部因邊界效應(yīng)和弛豫效應(yīng)產(chǎn)生的噪聲，再結(jié)合正交鎖相算法將噪聲壓低至極限，提高系統(tǒng)信噪比，從而顯著提高整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)下限，且成本較低，應(yīng)用范圍廣泛。

技術(shù)特征：

1.一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于，包括：噪聲光源dfb激光器（1）、測(cè)量光源dfb激光器（2）、合束器（3）、準(zhǔn)直透鏡（4）、第一窗片（5）、第一光聲池（6）、二向色鏡（7）、第二光聲池（8）、第二窗片（9）；

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于，還包括：連接氣管（10），所述連接氣管（10）連通第一光聲池（6）和第二光聲池（8）。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于：所述第一窗片（5）、第二窗片（9）、二向色鏡?（7）具有相同的材質(zhì)和尺寸。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于：所述第一窗片（5）、第二窗片（9）表面鍍有增透膜。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于：所述二向色鏡（7）表面鍍有反射測(cè)量光源、透射噪聲光源的光學(xué)膜層。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于：所述第一光聲池（6）、第二光聲池（8）由相同材質(zhì)制作而成，二者沿同一方向連接，且連接處封有二向色鏡（7）。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于：第一光聲池（6）、第二光聲池（8）為差分結(jié)構(gòu)的光聲池，內(nèi)部有一對(duì)尺寸相同，位置上相互對(duì)稱的聲學(xué)諧振腔。

8.如權(quán)利要求1所述的一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的pas系統(tǒng)，其特征在于：所述噪聲光源dfb激光器（1）、測(cè)量光源dfb激光器（2）做信號(hào)同步處理，第一光聲池（6）、第二光聲池（8）內(nèi)的聲探測(cè)器做信號(hào)同步處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光聲光譜檢測(cè)領(lǐng)域，提供了一種基于多光聲池主動(dòng)降噪的PAS系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：噪聲光源DFB激光器、測(cè)量光源DFB激光器、合束器、準(zhǔn)直透、第一窗片、第一光聲池、二向色鏡、第二光聲池、第二窗片；測(cè)量光源DFB激光器發(fā)出測(cè)量光源，噪聲光源DFB激光器發(fā)出噪聲光源，兩光源經(jīng)過(guò)光纖合束器耦合后出射，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，透過(guò)第一窗片射入第一光聲池內(nèi)，經(jīng)過(guò)二向色鏡后，測(cè)量光源的光線原路反射回去增強(qiáng)光聲效應(yīng)，噪聲光源的光線透過(guò)二向色鏡，射入第二光聲池內(nèi)最終經(jīng)過(guò)第二窗片射出。本發(fā)明提高系統(tǒng)信噪比，從而顯著提高整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)下限，且成本較低，應(yīng)用范圍廣泛。

技術(shù)研發(fā)人員：劉欣欣,朱湘飛,王曉輝,張雄,劉仁杰,張俊龍,鄭昌軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢敢為科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6