專利名稱：變壓器油中一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種簡易的一氧化碳(CO)氣體傳感檢測(cè)裝置，該裝置能準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出變壓器油中一氧化碳?xì)怏w的濃度，并能用于在線監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
變壓器是現(xiàn)代輸變電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，及時(shí)排除其運(yùn)行過程中的故障關(guān)系著國計(jì)民生。變壓器油中溶解氣體對(duì)變壓器的日常使用及維護(hù)有著嚴(yán)重的影響，許多故障的出現(xiàn)與變壓器油中的氣體成分及濃度直接相關(guān)，因此對(duì)其進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)是預(yù)報(bào)和診斷變壓器早期故障的一個(gè)有效方法，其中的重要指標(biāo)之一就是一氧化碳(CO)氣體的含量。目前變壓器油中CO的分析檢測(cè)方法主要有氣相色譜、紅外光譜、激光吸收光譜等，這些儀器分析方法由于操作環(huán)節(jié)多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且難以及時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器油中所產(chǎn)生的CO特征氣體的變化，因·而不適于對(duì)變壓器的品質(zhì)降低進(jìn)行早期的預(yù)測(cè)。因此需要找到一種造價(jià)便宜、操作簡便，并能達(dá)到準(zhǔn)確快速測(cè)量的儀器?！?br>
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡易的一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置，該裝置易于制備、操作方便、可反復(fù)使用，能在數(shù)分鐘內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)出一氧化碳?xì)怏w的濃度，并能用于變壓器油中一氧化碳?xì)怏w的測(cè)定分析。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種能檢測(cè)變壓器油中一氧化碳?xì)怏w的裝置，該裝置包括兩個(gè)進(jìn)氣管路和一個(gè)出氣管路，所述的兩個(gè)進(jìn)氣管合并成一路通過干燥管進(jìn)入檢測(cè)瓶，檢測(cè)瓶上用橡膠塞密封，所述橡膠塞中插有一個(gè)鍍銀石英晶體傳感器和所述的出氣管，涂敷在鍍銀石英晶體傳感器上的敏感涂膜材料是四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀，所述鍍銀石英晶體傳感器與晶體管-晶體管-邏輯(TTL)振蕩電路連接，所述振蕩電路由直流電源驅(qū)動(dòng)、并與頻率計(jì)數(shù)器連接，構(gòu)成一個(gè)完整的傳感檢測(cè)回路。其特征是裝置的各部分設(shè)計(jì)、鍍銀石英晶體傳感器的應(yīng)用和對(duì)一氧化碳有特異吸附功能的敏感涂膜材料四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀的使用。它是通過對(duì)30多種吸附涂膜材料進(jìn)行研究得出的最佳涂膜物質(zhì)，對(duì)CO具有高靈敏度和寬檢測(cè)范圍，且選擇性、重現(xiàn)性和可逆性良好，可應(yīng)用于變壓器油中CO的監(jiān)測(cè)。通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，涂敷于鍍銀石英晶體傳感器上的敏感涂膜材料四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀的量為1(Γ80微克之間時(shí)的檢測(cè)效果最佳。整個(gè)裝置由以上幾個(gè)部件組裝而成，易拆除更換，便于攜帶。其工作原理是通過插入反應(yīng)，一氧化碳?xì)怏w被選擇性地吸附在涂膜材料上，產(chǎn)生的微小質(zhì)量變化會(huì)使傳感器的諧振頻率發(fā)生變化，以頻率變化值來計(jì)算所測(cè)氣樣中一氧化碳?xì)怏w的濃度。在裝置的設(shè)計(jì)上，氮?dú)夂鸵谎趸細(xì)怏w試樣的兩個(gè)進(jìn)氣管路可獨(dú)立開關(guān)，氮?dú)夂鸵谎趸細(xì)怏w試樣可交替進(jìn)入檢測(cè)瓶內(nèi)。氮?dú)饪梢允刮皆谒鐾磕げ牧仙系囊谎趸細(xì)怏w脫附，使傳感器諧振頻率恢復(fù)到初值。整個(gè)過程在5分鐘以內(nèi)就可以完成，隨后就能繼續(xù)用于下一次的檢測(cè)，所以該裝置能有效地減少檢測(cè)時(shí)間和簡化操作過程。[0006]本實(shí)用新型的有益效果是，可以準(zhǔn)確、快速、連續(xù)地測(cè)定一氧化碳?xì)怏w的濃度，且裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于便攜智能化改造。因而可用于變壓器油中一氧化碳的分析檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)等。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖I是簡易一 氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置的示意圖。圖2是傳感器的頻率變化值(以Hz表示)與一氧化碳?xì)怏w對(duì)應(yīng)濃度(ppm)的關(guān)系曲線圖。圖I中I.氣樣進(jìn)氣管，2.氮?dú)膺M(jìn)氣管，3.氣樣進(jìn)氣管開關(guān)，4.氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)，5干燥管(內(nèi)填充無水CaCl2), 6.鍍銀石英晶體傳感器，7.出氣管開關(guān)，8.橡膠塞，9.出氣管，
10.檢測(cè)瓶，11.振蕩電路，12.直流電源，13.頻率計(jì)數(shù)器。圖2是把43微克的四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀涂敷于鍍銀石英晶體傳感器上，通過加入標(biāo)準(zhǔn)樣品的一氧化碳?xì)怏w可得到一氧化碳?xì)怏w濃度與響應(yīng)頻率變化值的關(guān)系曲線，該曲線擬合的方程為y = 1.014 + 2. 460x式中y表示一氧化碳?xì)怏w的濃度(ppm), x表示頻率變化值Δ F(Hz)。上述關(guān)系曲線是在室溫25°C時(shí)繪制的。
具體實(shí)施方式
如圖I中所示，兩個(gè)進(jìn)氣管1、2合并成一路經(jīng)過干燥管5后進(jìn)入檢測(cè)瓶10底部，檢測(cè)瓶10可以是玻璃制的，也可以是塑料制的，大小可取O. 5L。檢測(cè)瓶10上用橡膠塞8密封，橡膠塞8中插有一個(gè)鍍銀石英晶體傳感器6和出氣管9，鍍銀石英晶體傳感器6與振蕩電路11連接，振蕩電路11由直流電源12驅(qū)動(dòng)、并與頻率計(jì)數(shù)器13相連接，這樣就方便地組裝成一個(gè)完整的傳感檢測(cè)回路。要提到的是，鍍銀石英晶體傳感器6上所述涂膜材料四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀是此傳感檢測(cè)的關(guān)鍵物質(zhì)，它可以通過插入反應(yīng)對(duì)一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行高靈敏地選擇性吸附。橡膠塞8與檢測(cè)瓶10、出氣管9與橡膠塞8都是緊密連接的，以此保證檢測(cè)瓶10的整體密封性良好。具體檢測(cè)的操作過程如下I.首先打開電源，使振蕩電路11起振，此時(shí)頻率計(jì)數(shù)器13會(huì)顯示出振蕩的頻率，然后打開氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)4和出氣管開關(guān)7，待其頻率顯示穩(wěn)定時(shí)關(guān)閉氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)4和出氣管開關(guān)7，記錄下初始頻率值F1 ；2.然后打開氣樣進(jìn)氣管開關(guān)3和出氣管開關(guān)7，待頻率計(jì)數(shù)器13顯示穩(wěn)定時(shí)，關(guān)閉氣樣進(jìn)氣管開關(guān)3和出氣管開關(guān)7，記錄下頻率值F2 ；3.每個(gè)氣樣的頻率響應(yīng)值(AF，Hz)可由下式得出=AF=F1 — F2，把ΛF代入到圖2的工作曲線方程中，即可算出氣樣中一氧化碳?xì)怏w的濃度值；4.檢測(cè)完畢后，打開出氣管開關(guān)7和氮?dú)膺M(jìn)氣管開關(guān)4，使頻率計(jì)數(shù)器13顯示頻率恢復(fù)到初始頻率值F1，然后關(guān)閉所有氣路，以備下次檢測(cè)用。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于電力變壓器油中一氧化碳?xì)怏w的在線分析監(jiān)測(cè)。所使用的鍍銀石英晶體傳感器具有實(shí)時(shí)響應(yīng)性能，能及時(shí)反映出被檢測(cè)氣樣中一氧化碳的濃度。只 要將氣樣管路連接至監(jiān)測(cè)點(diǎn)，就可以達(dá)到遠(yuǎn)距離監(jiān)控的目的。
權(quán)利要求1.一種變壓器油中一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置，其特征是該裝置由兩個(gè)進(jìn)氣管(1、2)合并成一路經(jīng)過干燥管(5)后進(jìn)入檢測(cè)瓶(10)底部，檢測(cè)瓶(10)上用橡膠塞(8)密封，橡膠塞(8)中插有一個(gè)鍍銀石英晶體傳感器(6)和出氣管(9),鍍銀石英晶體傳感器(6)與振蕩電路(11)連接，振蕩電路(11)由直流電源(12)驅(qū)動(dòng)、并與頻率計(jì)數(shù)器(13)相連接，構(gòu)成一個(gè)完整的傳感檢測(cè)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器油中一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置，其特征是兩個(gè)進(jìn)氣管路(1、2)可獨(dú)立控制開關(guān)，氮?dú)夂鸵谎趸荚嚇涌山惶孢M(jìn)入檢測(cè)瓶(10)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器油中一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置，其特征是涂敷在鍍銀石英晶體傳感器(6)上的敏感涂膜材料是四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器油中一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)裝置，其特征是涂敷于鍍銀石英晶體傳感器(6)上的敏感涂膜材料四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀的量為1(Γ80微克。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于變壓器油中一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)的裝置，該裝置由兩個(gè)進(jìn)氣管(1、2)合并成一路經(jīng)過干燥管(5)后進(jìn)入檢測(cè)瓶(10)底部，檢測(cè)瓶(10)上用橡膠塞(8)密封，所述橡膠塞(8)中插有一個(gè)鍍銀石英晶體傳感器(6)和出氣管(9)，其中涂敷在鍍銀石英晶體傳感器(6)上的敏感涂膜材料為四氟合硼酸-四乙酰胺合鈀，它可以通過插入反應(yīng)高靈敏、高選擇性地吸附一氧化碳?xì)怏w分子，所述鍍銀石英晶體傳感器(6)與振蕩電路(11)連接，振蕩電路(11)由直流電源(12)驅(qū)動(dòng)、并與頻率計(jì)數(shù)器(13)相連接，構(gòu)成一個(gè)完整的傳感檢測(cè)回路。該裝置制作簡便，能準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出變壓器油中一氧化碳?xì)怏w的濃度，并能用于在線監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N5/02GK202720170SQ20122026097
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者曹忠, 龍姝, 曹婷婷, 周婷, 徐雷濤, 閆璐璐, 江小玲 申請(qǐng)人:長沙理工大學(xué)