(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211185404.3 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 深圳网联光仪科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市罗湖区清水河 街道清水河社区清水河一路112号智 丰大厦1座1701 (72)发明人 杨正华　乐继修　钟文波　李浩文　 (74)专利代理 机构 深圳市特讯知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44653 专利代理师 吴汗 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/3504(2014.01) (54)发明名称 基于可调谐的带间级联中红外激光的气体 检测装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于可调谐的带间级联 中红外激光的气体检测装置， 包括用于提取所述 变压器油中待测气体的脱气模块、 激光器模块、 设置于所述激光器模块的光路上的光声池、 设置 于所述光声池内的微音器， 以及与所述微音器连 接的信号处理模块， 其中， 所述脱气模块与所述 光声池通道连接。 本发明能够提升对变压器油中 气体成分的检测方法精确度和便捷性。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115436290 A 2022.12.06 CN 115436290 A 1.一种基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 所述气体检测装置与 预设 的变压器连接， 用于获取所述变压器中的变压器油； 其特征在于， 所述气体检测装置包括： 用于提取所述变压器油中待测气体的脱气模块、 激光器模块、 设置于所述激光器模块的光 路上的光声池、 设置于所述光声池内的微音器， 以及与所述微音器连接的信号处理模块， 其 中， 所述脱气模块与所述 光声池通道连接； 所述激光器模块包括可调谐的带间级联中红外激光器， 当所述带间级联中红外激光发 射器对所述光声池中的待测气 体进行波长扫描时， 所述激光被待测气 体吸收并产生机械信 号； 以及， 通过所述微音器采集机械信号， 将所述机械信号转换为电信号并传输至所述信号处理 模块， 以供 所述处理模块处 理得到所述待测气体对应的吸 收谱。 2.根据权利要求1所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述光声池包括腔体， 和设置于所述激光器模块的光路上的窗口片， 其中， 所述窗口片 为硒化锌窗口玻璃。 3.根据权利要求1所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述微音器设置 于所述光声池的内且与所述窗口片相对的位置 。 4.根据权利要求1～3中任意一项所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测 装置， 其特征在于， 所述激光器模块包括分别与所述带间级联中红外激光发射器和用于实 现波长可调谐的微电机系统， 所述微电机系统控制所述带间级联中红外激光 发射器根据预 设的波长 。 5.根据权利要求4所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述微音器与激光器模块中微电机系统的工作实时同步， 以供所述微音器采集单个扫 描波长所对应的机 械信号。 6.根据权利要求5所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述信号处理模块包括依 次与所述微音器连接的信号放大器、 信号处理器和主控制单 元， 其中， 所述微电机系统与所述信号放大器连接， 所述主控制单元用于控制所述气体检测 装置的运行。 7.根据权利要求6所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述信号 放大器包括依次与所述 微音器连接的前置放大器和锁相放大器。 8.根据权利要求1～4中任意一项所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测 装置， 其特征在于， 所述脱气模块包括用于对所述变压器油进行油气分离产生待测气体的 脱气室， 连接所述脱气室与所述变压器的油体通道， 以及连接所述脱气室和所述光声池的 气体通道。 9.根据权利要求7所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述气体通道包括用于将所述待测气体导入所述光声池的进气通道， 和用于将所述待 测气体导出 所述光声池的排气通道。 10.根据权利要求8所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其特征在 于， 所述脱气模块还 包括设置 于所述气体通道上的电磁阀。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115436290 A 2基于可调谐的带间级 联中红外激光的气体检测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 光学检测， 特别涉及基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装 置。 背景技术 [0002]对变压器进行故障诊断的相关研究当中， 主要运用的方法是对变压器油中的溶解 气体进行含量分析的气相色谱法， 这一方法有着 较高的准确性。 但受到技术本身的影响， 基 于油中的溶解气 体含量分析来进 行变压器的故障检修技术往往会使用一些载气技术， 这就 导致了设备的体积 被增大， 为后 期的变压器维护与检修带来很大的麻烦。 此外， 在相应的设 备中运用了很多的色谱柱等易消耗元器件， 这些元器件更换麻烦。 此外， 在运用傅立叶红外 光谱技术时， 因为红外光的透射原理， 检测结果易受到外界气 体的干扰下， 并发生不同程度 的折射与散射， 对检测的信号和故障气体含量之间出现线性度关系的波动， 进而造成检测 结果不够精准。 因此基于光声光谱， 对变压器油中的气体进行检测这 一方案被提出。 [0003]但传统的光声光谱法易 受周围环境震动、 噪声、 温度变化干扰， 且共振光声池的共 振频率会因光声池内部气体组份的变化产生漂移。 长期测 量时， 待测气体中的杂质和腐蚀 性气体会污染腐蚀微音器210， 影响其声 学特性。 传统的光声光谱法采用的光源均为红外宽 带光源， 窄带滤光片与机械斩光器的技术方案， 在实际应用上 因滤光带宽较宽， 特征气 体交 叉干扰明显， 而机 械斩光带来的震动和机 械损耗， 会导 致设备测试性能逐渐下降。 发明内容 [0004]本发明要解决的技术问题在于目前光声光谱对变压器油中气体成分的检测方法 精确度低， 针对现有技 术的不足， 提供基于可调谐的带间级联中红外 激光的气体 检测装置 。 [0005]为了解决上述 技术问题， 本发明所采用的技 术方案如下： [0006]基于可调谐的带间级联中红外 激光的气体 检测装置， 所述包括： [0007]用于所述变压器油中待测气体的脱气模块、 激光器模块、 设置于所述激光器模块 的光路上 的光声池、 设置于所述光声池内的微音器模块， 以及与所述微音器连接的信号处 理模块， 其中， 所述变压器油中待测气体脱气模块与所述 光声池通道连接； [0008]所述激光器模块包括可调谐的带间级联中红外激光器， 当所述带间级联中红外激 光发射器对所述光声池中的待测气 体进行波长扫描时， 所述待测气 体吸收所述激光并产生 机械信号； 以及， [0009]通过所述微音器采集机械信号， 将所述机械信号转换为电信号并传输至所述信号 处理模块， 以供 所述处理模块处 理得到所述待测气体对应的吸 收谱。 [0010]所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其中， 所述光声池包括 腔体， 和设置 于所述激光器模块的光路上的窗口片， 其中， 所述窗口片为硒化锌窗口玻璃。 [0011]所述基于可调谐的带间级联中红外激光的气体检测装置， 其中， 所述微音器设置 于所述光声池的内且与所述窗口片相对的位置 。说　明　书 1/5 页 3 CN 115436290 A 3