基于中红外激光吸收光谱技术的微量乙炔检测研究
2021-10-23刘立富冯雨轩陈东晏明月吴强
量子电子学报 2021年5期
刘立富,冯雨轩,陈东,晏明月,吴强
(杭州春来科技有限公司工业事业部,浙江 杭州 310052)
0 引言
乙炔(C2H2)气体也称为风煤或电石气,是工业生产中极为常用的一种易燃易爆气体。在空分流程中必须严格控制原料气、气氧和液氧中的C2H2含量,以免空分塔中过多C2H2浓缩聚集而引起主冷凝器以及其他部位爆炸,为了保证空分设备的安全运行,需要检测C2H2气体含量[1,2]。变压器油中溶解气体是表征电力变压器早期潜伏性故障的重要特征量,通过测量变压器油中溶解气体C2H2含量可以分析绝缘油中是否产生火花放电、局部放电及电弧放电的情况。及时准确检测出变压器绝缘油中C2H2气体的含量,可以预报电气设备内部早期的潜伏性故障及其发展情况,以预防电力系统因早期绝缘故障而导致的突发性安全事故[3]。目前,C2H2测量常用检测技术有催化燃烧法、电化学检测法和气相色谱法等,这几种方法存在选择性差、传感器易漂移和预处理响应时间长等问题[4]。此外还有傅里叶红外光谱[5]、光声光谱[6~8]、拉曼光谱[9]和激光光谱[10~12]等技术,一般用于研究μmol/mol 或百分比级别C2H2含量检测。
中红外光谱指波长从2.5 μm 到25 μm 的光谱区域,很多气体的基频振动吸收光谱带处于该区域。在中红外区域的分子振动跃迁频率比近红外区域的倍频或组合频一般强几个数量级,所以在中红外光谱区气体探测灵敏度比近红外高很多[13,14]。相比目前常用的色谱分离结合氢火焰离子化检测(GC+FID)技术检测C2H2含量,中红外激光光谱技术具有更明显的技术优势。……
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