基于共振光聲光譜的變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)原理及方法.pdf

1、油中溶解氣體是表征運(yùn)行電力變壓器早期潛伏性故障的重要特征量之一，油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變壓器運(yùn)行狀態(tài)的在線評(píng)估及剩余壽命的預(yù)測(cè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。光聲氣體檢測(cè)技術(shù)作為一種光學(xué)檢測(cè)技術(shù)，它自身不需要消耗及分離氣體，且在靈敏度、選擇性、動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍等方面顯示了獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其在變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。論文從氣體紅外吸收特性分析、光聲光譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建及微弱信號(hào)檢測(cè)三方面著手，系統(tǒng)地研究了油中溶解氣體

2、光聲光譜在線監(jiān)測(cè)的原理與方法。
　　深入剖析氣體光聲效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理，即熱的產(chǎn)生與聲的激發(fā)，研究標(biāo)準(zhǔn)圓柱形光聲池中聲場(chǎng)的分布特點(diǎn)及其振幅的大小，在分析實(shí)際光聲池中聲能損耗的基礎(chǔ)上，得出計(jì)及聲能損耗的波動(dòng)方程與光聲信號(hào)的振幅幅值，為氣體光聲檢測(cè)系統(tǒng)的組建，特別是光聲池的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。
　　氣體的紅外吸收特性是利用紅外光學(xué)技術(shù)分析氣體的理論依據(jù)，提出了氣體紅外吸收特性的逐線積分模型，結(jié)合HITRAN2004數(shù)據(jù)庫(kù)提供的氣體

3、譜線參數(shù)，給出在任意溫度、任意壓強(qiáng)及濃度下，氣體在指定波長(zhǎng)處的吸收系數(shù)；并以CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO和CO2的特定吸收譜線為研究對(duì)象，分析了峰值吸收系數(shù)及譜線線型受壓強(qiáng)和溫度的影響。
　　在詳細(xì)剖析非共振、赫姆霍茲共振及空腔共振光聲池的工作原理及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析光聲池諧振腔的幾何參數(shù)與其特性參數(shù)－共振頻率、品質(zhì)因數(shù)與池常數(shù)的關(guān)系曲線，設(shè)計(jì)出能夠滿足油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)實(shí)際需求的一階縱向共振光聲池；同時(shí)，通過(guò)

4、分析非相干與相干紅外光源應(yīng)用于氣體光聲檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并通過(guò)對(duì)CH4和C2H2氣體的近紅外光譜的理論分析，建立了基于分布反饋半導(dǎo)體激光器陣列光源的油中溶解氣體光聲光譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；提出一種基于最小二乘回歸的氣體光聲定量分析方法，實(shí)驗(yàn)分析表明，該方法對(duì)于選擇性優(yōu)良的光聲光譜系統(tǒng)的氣體光聲定量是有效的。
　　針對(duì)目前在微弱信號(hào)檢測(cè)中廣泛應(yīng)用的互相關(guān)方法的信噪比門限較高的不足，提出基于互相關(guān)和李雅普諾夫指數(shù)的微弱信號(hào)混沌檢測(cè)方法，仿真