SF6氣體泄漏定量報(bào)警系統(tǒng)工作原理

一、系統(tǒng)基本組成

二、核心檢測(cè)技術(shù)原理

1. 非分散紅外光譜吸收法（NDIR，常用）

• 原理基礎(chǔ)：SF6 分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光（約 10.6μm） 有強(qiáng)烈吸收特性，遵循朗伯 - 比爾定律：A=ε?c?L（A 為吸光度，ε 為摩爾吸光系數(shù)，c 為濃度，L 為光程長(zhǎng)度）。
• 檢測(cè)流程：
  1. 紅外光源發(fā)射特定波長(zhǎng)光束
  2. 采樣氣體進(jìn)入檢測(cè)氣室，SF6 分子吸收部分紅外光
  3. 檢測(cè)器測(cè)量透射光強(qiáng)度，與參比光束對(duì)比
  4. 計(jì)算吸光度，通過校準(zhǔn)曲線換算為 SF6 濃度（ppm 級(jí)）
   
• 優(yōu)勢(shì)：檢測(cè)精度高（可達(dá)1ppm）、穩(wěn)定性好、抗交叉干擾強(qiáng)、無耗材、壽命長(zhǎng)。

2. 電化學(xué)檢測(cè)法（常用于 O?檢測(cè)，部分 SF6 檢測(cè)）

• 原理：氣體與傳感器電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與濃度成正比的電流信號(hào)。
• O?檢測(cè)：常用極限電流型氧化鋯傳感器，測(cè)量范圍 0-25.0% vol，分辨率 0.1% vol。
• SF6 檢測(cè)：部分采用熱裂解 - 電化學(xué)復(fù)合技術(shù)，先將 SF6 熱解為含硫化合物，再通過電化學(xué)傳感器檢測(cè)。

3. 其他輔助技術(shù)

• 負(fù)離子捕獲法：適用于便攜式檢測(cè)儀，靈敏度高，響應(yīng)快。
• 真空電離法：通過高頻電磁場(chǎng)使 SF6 氣體電離，檢測(cè)電離度變化定量。

三、完整工作流程

1. 氣體采樣階段

• 主動(dòng)吸氣模式：內(nèi)置泵通過管路從多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)循環(huán)采集空氣樣本（SF6 比空氣重，采樣點(diǎn)多位于地面 0.3-0.5m處）。
• 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：采樣氣體持續(xù)流入檢測(cè)氣室，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。

2. 信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理階段

1. 傳感器將氣體濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電流 / 電壓）。
2. 信號(hào)經(jīng)放大、濾波、抗干擾處理，由高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)。
3. 主機(jī) CPU 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，結(jié)合溫濕度補(bǔ)償，通過校準(zhǔn)曲線得出精確濃度值。
4. 系統(tǒng)具備零點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn)功能，克服漂移，減少誤報(bào)。

3. 報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制階段

• 聯(lián)動(dòng)控制：超標(biāo)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)扇，降低 SF6 濃度并補(bǔ)充新鮮空氣，同時(shí)切斷相關(guān)設(shè)備電源（可選），防止窒息與中毒風(fēng)險(xiǎn)。

4. 數(shù)據(jù)記錄與通信階段

• 主機(jī)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警事件、歷史曲線，支持查詢與導(dǎo)出。
• 通過 RS485 / 以太網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析。

四、技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景

1. 高精度定量：SF6 檢測(cè)范圍 0-1500ppm，分辨率 1ppm；O?檢測(cè)范圍 0-25% vol，分辨率 0.1% vol。
2. 抗干擾能力強(qiáng)：NDIR 技術(shù)不受 H?O、CO?等常見氣體干擾，確保測(cè)量準(zhǔn)確性。
3. 智能控制：支持無人值守，自動(dòng)完成檢測(cè)、報(bào)警、排風(fēng)全流程。
4. 應(yīng)用場(chǎng)景：GIS 室、SF6 開關(guān)室、變電站等電力場(chǎng)所，以及其他使用 SF6 氣體的工業(yè)環(huán)境。

總結(jié)