油中气体检测的四种方法

　　从检测机理上讲，现有油中气体检测产品大都采用以下四种方法：
 

　　一、气相色谱法
 

　　色谱气体检测原理是通过色谱柱中的固定相对不同气体组分的亲和力不同，在载气推动下，经过充分的交换，不同组分得到了分离，经分离后的气体通过检测转换成电信号，经ⅣD采集后获得气体组分的色谱出峰图。根据组分峰高或面积进行浓度定量分析。大部分变压器产品的在线监测都利用变压器油色谱分析仪采用气相色谱法，但这种方法具有需要消耗载气、对环境温度很敏感以及色谱柱进样周期较长的缺点。
 

　　二、阵列式气敏传感器法
 

　　采用由多个气敏传感器组成的阵列，由于不同传感器对不同气体的敏感度不同，而气体传感器的交叉敏感是极其复杂的非线性关系，采用神经网络结构进行反复的离线训练可以建立各气体组分浓度与传感器阵列响应的对应关系，消除交叉敏感的影响，从而不需要对混合气体进行分离，就能实现对各种气体浓度的在线监测。其主要缺点是传感器漂移的累积误差对测量结果有很大的影响；训练过程(即标定过程)复杂，一般需要几十到一百多个样本。
 

　　三、红外光谱法
 

　　红外光谱气体检测原理是基于气体分子吸收红外光的吸光度定律(比耳定律，Beer’s Law)，吸光度与气体浓度以及光程具有线性关系。由光谱扫描获得吸光度并通过吸光度定律计算可得到气体的浓度。这种方法具有扫描速度快、测量精度高的特点，但其有价格昂贵。精密光学器件维护量大、检测所需气样较多(至少要lOOmL)以及对油蒸汽和湿度敏感等缺点。
 

　　四、光声光谱法
 

　　光声光谱检测技术是基于光声效应，光声效应是由于气体分子吸收电磁辐射(如红外线)而造成。气体吸收特定波长的红外线后温度升高，但随即以释放热能的方式退激，释放出的热能使气体产生成比例的压力波。压力波的频率与光源的截波频率一致，并可通过高灵敏微音器检测其强度，压力波的强度与气体的浓度成比例关系。由敏感元件(微音器或压电元件)检测，配合锁相放大等技术，就得到反映物质内部结构及成分含量的光声光谱。光声光谱方法的检测精度主要取决于气体分子特征吸收光谱的选择、窄带滤光片的性能和电容型驻极微音器的灵敏度；分析所需样品量小(仅需2mL一3mL)，不需载气。其主要缺点是检测精度不够高、高透过率的滤光片难以制造以及对油蒸汽污染敏感，环境适应能力较差。
 

　　不同原理的在线监测系统各有特色，有的系统仅仅处在试用阶段，难以大面积推广。近年来，应用较成熟的在线监测系统仍足基于气相色谱原理的系统。