CN108088892A - 一种sf6的在线快速测量装置及方法 - Google Patents

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李海洋
王卫国
陈创
渠团帅
王祯鑫
鞠帮玉
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Abstract

本发明公开了一种对大气环境中的SF6进行灵敏、快速在线监测的新方法及装置。本方法利用负离子模式离子迁移谱，分别通过直接进样和掺杂水汽的方式检测干燥环境和不同湿度环境中的SF6。监测装置包括：漂气、质量流量计、空气过滤器、掺杂剂瓶、掺杂剂、离子迁移谱***、放大器、真空泵等。本发明通过负离子模式离子迁移谱吸气采样，设计掺杂剂装置掺杂特定浓度的水汽的方式，引发化学反应，在排除大气环境中不同湿度对测量干扰的同时，通过监测SF6的分子离子峰和与水汽反应后形成的新峰，提高离子迁移谱对SF6测量的准确性和稳定性。本发明检测限可达0.1ppm。

Description

一种SF6的在线快速测量装置及方法
技术领域
本发明属于离子迁移谱技术领域。通过负离子模式离子迁移谱吸气采样，设计掺杂剂装置掺杂特定浓度的水汽的方式，引发化学反应，在排除大气环境中不同湿度对测量干扰的同时，通过监测SF6的分子离子峰和与水汽反应后形成的新峰，提高离子迁移谱对SF6测量的准确性和稳定性。
背景技术
全球每年生产约8500吨SF6气体，其中80％用于中高压电力设备。随着SF6的大量使用，SF6泄漏对检修人员生命健康的威胁、电力安全运行隐患、温室效应等问题的不断提出，国家相关规定，如《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》(DL/T639-1997)、《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》(GB 8905-1996)、《电业安全工作规程》(DL408-91)等，要求在电力***气体绝缘开关设备等应用SF6的工作场所，都要安装SF6气体泄漏监测设备。
SF6的使用、保存等环节中，要求严格限制水分的含量。因为水分不仅能影响电力设备的绝缘性能，还能在在电弧的作用下，与SF6生成氟化物，例如HF、SOF4等。但水气是大气环境的一个重要组成，随时空的变化，相对湿度差异也很大。泄露到环境中的SF6不可避免的要与空气环境中水气混合和反应，影响仪器对SF6的测量。
本发明基于离子迁移谱技术，设计掺杂剂装置掺杂特定浓度的水汽的方式，引发化学反应，通过监测SF6的分子离子峰和与水汽反应后形成的峰，从而排除大气环境中不同湿度对测量干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SF6的在线快速测量方法及装置。
一种SF6的在线快速测量方法及装置包括：漂气、质量流量计、样品气、空气过滤器、三通阀、掺杂剂瓶、掺杂剂、离子迁移谱***、放大器、质量流量计、真空泵、尾气。
技术方案为：样品气与空气过滤器直接与掺杂剂瓶上部的进气口相连，掺杂剂瓶上部的出气口与离子迁移谱***的进样口相连；离子迁移谱***的尾气口经质量流量计与真空泵的进气口相连。漂气为干净的空气，经质量流量计以一定的流量通过漂气口进入离子迁移谱***中；通过真空泵的作用，样品气经空气过滤器直接或通过掺杂剂瓶进入离子迁移谱***中；尾气经质量流量计由真空泵排出。
大气样品在进入迁移管前经过空气过滤器，除去大气环境中的颗粒物。
气路所采用的导管均为四氟管，以减少SF6残留。
质量流量计分别测量漂气和尾气的流量，二者流量之差即为样品气采样量。
流量调节范围分别为10mL/min～500mL/min与10mL/min～1000mL/min。通过调整两质量流量计之间的差值，来控制进样量，达到扩大离子迁移谱***测量范围的目的。动态测量范围大于3个数量级，最低检测限可达0.1ppm。
掺杂剂瓶外部有恒温***，使掺杂剂瓶的内部维持在特定温度下。掺杂剂为纯净水。在恒温***的作用下，掺杂剂瓶中的掺杂剂通过透气孔的进入样品气中。其中掺杂剂为纯净水。
通过监测SF6的分子离子峰和与水汽反应后形成的峰，避免大气环境中不同湿度对测量的干扰。
通过测量掺杂水汽的样品的离子迁移谱峰位和峰强度使SF6得以精确定性。通过测量掺杂水汽的样品的离子迁移谱峰强度使SF6得以精确定量。
本发明的优点如下：
本发明基于离子迁移谱技术，灵敏度高、测量速度快、性价比高、操作简单。使用纯净水为掺杂剂，仪器运行成本低、无污染，适合长期在线监测。
附图说明
图1为在线快速测量SF6的装置图。其中，1为漂气，2为第一质量流量计，3为样品气，4为空气过滤器，5为掺杂剂瓶，6为掺杂剂，7为离子迁移谱***，8为放大器，9为信号采集及显示设备，10为第二质量流量计，11为真空泵，12为尾气；
图2为测量干燥环境下的SF6的离子迁移谱图
图3为测量不同湿度环境下的SF6的离子迁移谱图
具体实施方式
以下实施例说明本发明的使用，但不限制所述的应用范围。
实施例1
当SF6在线快速测量装置工作时，迁移区电压设为400V/cm，漂气流量设为400ml/min，尾气流量设为600ml/min，采样量即为200ml/min。当样品为干燥的干净空气时，离子迁移谱图中仅在5.58ms处有一个试剂反应离子峰。当干燥的干净空气中含有SF6气体时，不仅在5.58ms处有一个试剂反应离子峰，还在6.44ms处出现SF6的分子离子峰。测量干燥环境空气中含有SF6气体的离子迁移谱图见图2。
实施例2
水气是大气环境的一个重要组成。当环境中有水汽时，离子迁移谱图中除了试剂离子峰、SF6分子离子峰外，在6.18ms处出现一新峰，强度随着湿度的增大而增强。在实际应用中随时空的变化，相对湿度差异也很大，一般RH＞30％，因此，掺杂水汽使样品气都处于高湿环境下，通过6.18ms处的峰对SF6进行检测。装置在相同条件下测量不同湿度环境下(RH＝0％、20％、40％、60％、80％)的SF6气体见图3。
实施例3
当不用水做掺杂剂时，由于大气环境中的湿度变化范围较大，离子迁移谱对SF6在6.18ms处峰的响应强度不一，难以实现对SF6的测量，如图3所示。
实施例4
掺杂剂瓶恒温的温度范围35℃时，样品气的湿度可维持在70％以上，此时在不同湿度下相同浓度的SF6在6.18ms处峰的响应强度基本一致。

Claims (10)

1.一种SF6的在线快速测量装置，其特征在于：
装置包括：漂气(1)、第一质量流量计(2)、样品气(3)、空气过滤器(4)、掺杂剂瓶(5)、掺杂剂(6)、离子迁移谱***(7)、信号放大器(8)、信号采集及显示设备(9)、第二质量流量计(10)、真空泵(11)、尾气(12)；
离子迁移谱***(7)气路包括漂气口、进样口、尾气口；漂气气源中的漂气(1)经第一质量流量计(2)与离子迁移谱***(7)漂气口相连；样品气(3)与空气过滤器(4)直接与掺杂剂瓶(5)上部的进气口相连，掺杂剂瓶(5)上部的出气口与离子迁移谱***(7)的进样口相连；于掺杂剂瓶(5)内放置有内部装填掺杂剂(6)的密闭容器，密闭容器顶端上开设有作为透气孔的通孔；
离子迁移谱***(7)尾气口的尾气(12)经第二质量流量(10)计与真空泵(11)的进气口相连；尾气(12)经质量流量计(10)由真空泵(11)排出；
离子迁移谱***(7)输出的电信号经信号放大器(8)后由信号采集及显示设备(9)采集并输出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：掺杂剂瓶(5)外部设有电加热装置；所述电加热装置是指：掺杂剂瓶(5)置于一电加热套内或水浴槽内或油浴槽内、或于掺杂剂瓶(5)的壁面上设有电加热丝、电加热管或电加热带；
于掺杂剂瓶(5)的侧壁面上设有测温热电偶，测温热电偶通过导线与温度控制器信号连接，电加热装置经温度控制器与外电路连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：空气过滤器(4)为采用聚四氟乙烯微孔滤膜为过滤膜的空气过滤器。
4.一种采用权利要求1-3任一所述装置的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：
漂气(1)为干净的空气，经质量流量计(2)通过漂气口进入离子迁移谱***(7)中；
含已知浓度SF6的空气和/或氮气为标样气，标样气经空气过滤器(4)除固体颗粒物后通过掺杂剂瓶(5)恒温恒湿后进入离子迁移谱***中进行标样气中SF6含量的测量，获得标样气的离子迁移谱图；
样品气经空气过滤器(4)除固体颗粒物后通过掺杂剂瓶(5)恒温恒湿后进入离子迁移谱***中进行样品中SF6含量的测量，获得样品气的离子迁移谱图；样品气测量时采用与标样气测量时同样的恒温恒湿的条件；
将样品气的离子迁移谱图与标样气的离子迁移谱图比对，获得样品气中SF6的浓度。
5.根据权利要求4所述的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：样品在进入离子迁移谱***(7)前经过空气过滤器(4)，除去样品中的颗粒物，避免对离子迁移谱***(7)的内部造成污染。
6.根据权利要求4所述的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：
所述离子迁移谱***(7)工作气路共为三路，即漂气、样品气、尾气；在真空泵(11)的作用下，漂气(1)和样品气(3)被吸入离子迁移谱***(7)中，同时用质量流量计(2)和(10)分别测量漂气和尾气的流量，二者流量之差即为样品气(3)采样量；经过测量后的尾气(12)由真空泵(11)排出。
7.根据权利要求4所述的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：掺杂剂瓶(6)外部有恒温***，使掺杂剂瓶(6)的内部维持在特定温度下，掺杂剂瓶(6)中固定有盛装掺杂剂的带透气孔的密闭容器(6)；其中掺杂剂为纯净水。
8.根据权利要求1所述的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：通过测量恒湿恒温样品的离子迁移谱峰位使SF6得以精确定性；通过测量掺杂恒湿恒温样品的离子迁移谱峰强度使SF6得以精确定量；通过监测SF6的分子离子峰和与水汽反应后形成的新峰，排除大气环境中不同湿度(RH＝0％-100％)的干扰。
9.根据权利要求6所述的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：通过调整质量流量计(2)与质量流量计(10)之间的差值，来控制进样量，达到扩大离子迁移谱***(7)测量范围的目的。
10.根据权利要求4所述的SF6的在线快速测量方法，其特征在于：掺杂剂瓶(5)恒温的温度范围35-60℃，较佳为40-50℃；恒湿的相对湿度范围50-95％，较佳为70-90％。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988208A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 中科新天地（合肥）环保科技有限公司 一种基于离子迁移谱的VOCs检测设备
CN111024798A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 天津科技大学 一种自动在线监测环境二甲基硫的***和方法
CN111239234A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种在线监测氨气的非放射性方法
CN112986373A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种离子迁移谱及其应用
CN114627625A (zh) * 2020-12-10 2022-06-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种危化品泄漏早期预警装置及方法
CN115183152A (zh) * 2022-07-26 2022-10-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种泵抽气进样离子迁移谱分析仪控制气路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102072934A (zh) * 2009-11-20 2011-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种电力***六氟化硫气体品质的检测方法
CN104090054A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 广西电网公司电力科学研究院 一种电力设备中sf6气体在线检测方法
CN104465297A (zh) * 2013-09-16 2015-03-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种并联双离子迁移管的气体控制方法
CN105572214A (zh) * 2014-10-28 2016-05-11 中国科学院大连化学物理研究所 同时监测呼出气中丙泊酚和六氟化硫离子迁移谱仪及应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102072934A (zh) * 2009-11-20 2011-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种电力***六氟化硫气体品质的检测方法
CN104465297A (zh) * 2013-09-16 2015-03-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种并联双离子迁移管的气体控制方法
CN104090054A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 广西电网公司电力科学研究院 一种电力设备中sf6气体在线检测方法
CN105572214A (zh) * 2014-10-28 2016-05-11 中国科学院大连化学物理研究所 同时监测呼出气中丙泊酚和六氟化硫离子迁移谱仪及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
埃森门 等: "《离子迁移谱》", 31 July 2010, 国防工业出版社 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239234A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种在线监测氨气的非放射性方法
CN111024798A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 天津科技大学 一种自动在线监测环境二甲基硫的***和方法
CN112986373A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种离子迁移谱及其应用
CN111024798B (zh) * 2019-12-12 2023-04-28 天津科技大学 一种自动在线监测环境二甲基硫的***和方法
CN110988208A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 中科新天地（合肥）环保科技有限公司 一种基于离子迁移谱的VOCs检测设备
CN110988208B (zh) * 2019-12-18 2022-03-11 中科新天地（合肥）环保科技有限公司 一种基于离子迁移谱的VOCs检测设备
CN114627625A (zh) * 2020-12-10 2022-06-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种危化品泄漏早期预警装置及方法
CN115183152A (zh) * 2022-07-26 2022-10-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种泵抽气进样离子迁移谱分析仪控制气路

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