兩種原理的六氟化硫（SF6）傳感器技術(shù)解析?

六氟化硫（SF6）作為一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且不可燃的惰性氣體，在電氣設(shè)備絕緣、鎂鑄造工藝、半導(dǎo)體制造以及醫(yī)療領(lǐng)域等方面有著廣泛的應(yīng)用。然而，其強(qiáng)大的溫室效應(yīng)特性，使得SF6的排放成為了一個(gè)全球性的問(wèn)題。因此，對(duì)SF6氣體的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)變得尤為重要。本文將詳細(xì)介紹兩種基于不同原理的SF6傳感器：熱導(dǎo)測(cè)量原理SF6傳感器和非分散紅外（NDIR）SF6傳感器。

一、SF6氣體的性質(zhì)與應(yīng)用

SF6氣體具有優(yōu)異的電負(fù)性和熱穩(wěn)定性，對(duì)金屬和絕緣材料無(wú)腐蝕作用，且不易分解。這些特性使得SF6在電力行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，如SF6斷路器和SF6電流互感器等。然而，SF6氣體的泄漏會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成潛在威脅。因此，對(duì)SF6氣體的純度、泄漏和分解情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是電力行業(yè)的重要任務(wù)。

二、熱導(dǎo)測(cè)量原理SF6傳感器

熱導(dǎo)測(cè)量原理SF6傳感器是一種經(jīng)典的氣體濃度測(cè)量方式。其工作原理是基于被測(cè)氣體與背景氣體的熱導(dǎo)率差異來(lái)計(jì)算SF6氣體的含量。當(dāng)被測(cè)氣體以恒定流速流入傳感器時(shí)，熱導(dǎo)池內(nèi)的鉑熱電阻絲的阻值會(huì)因SF6氣體的濃度變化而變化。通過(guò)惠斯頓電橋?qū)⒆柚?a target="_blank">信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并經(jīng)過(guò)電路處理放大、溫度補(bǔ)償和線性化后，即可得到SF6氣體的濃度測(cè)量值。

熱導(dǎo)測(cè)量原理SF6傳感器具有精度高、重復(fù)性好和波動(dòng)性小的優(yōu)點(diǎn)，因此在市場(chǎng)上得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，雖然非分散紅外（NDIR）技術(shù)得到了快速發(fā)展，但在SF6純度測(cè)量方面，熱導(dǎo)測(cè)量原理仍然具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

三、非分散紅外（NDIR）SF6傳感器

非分散紅外（NDIR）SF6傳感器是一種基于氣體分子近紅外光譜選擇吸收特性的氣體傳感裝置。其工作原理是利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度之間的關(guān)系（朗伯-比爾定律）來(lái)鑒別氣體組分并確定其濃度。SF6氣體分子在10.55微米附近有很強(qiáng)的吸收，因此NDIR傳感器采用此波長(zhǎng)來(lái)測(cè)量SF6氣體的濃度。

NIDR非分散紅外SF6傳感器工作原理

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，NDIR傳感器在測(cè)量SF6純度時(shí)存在一些問(wèn)題。由于SF6氣體在10.55微米波長(zhǎng)附近的吸收非常強(qiáng)，導(dǎo)致信號(hào)過(guò)大，使得在90%~100%Vol.的測(cè)量范圍內(nèi)，傳感器讀數(shù)波動(dòng)大，重復(fù)性差。因此，在SF6純度測(cè)量方面，NDIR傳感器并不如熱導(dǎo)測(cè)量原理傳感器可靠。

盡管如此，NDIR傳感器仍具有響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在特定條件下，如測(cè)量范圍較小或精度要求不高時(shí)，NDIR傳感器仍然是一種可行的選擇。

五、結(jié)論

綜上所述，熱導(dǎo)測(cè)量原理和非分散紅外（NDIR）原理是兩種常見(jiàn)的SF6傳感器測(cè)量原理。在對(duì)比兩種原理的優(yōu)缺點(diǎn)后，我們可以得出以下結(jié)論：在SF6純度測(cè)量方面，熱導(dǎo)測(cè)量原理傳感器具有更高的精度和重復(fù)性，更適合于對(duì)SF6氣體進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)；而NDIR傳感器雖然具有一些優(yōu)點(diǎn)，但在測(cè)量SF6純度時(shí)存在波動(dòng)大和重復(fù)性差的問(wèn)題，需要謹(jǐn)慎選擇。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)可能會(huì)有更多新型的SF6傳感器出現(xiàn)，以滿足電力行業(yè)對(duì)SF6氣體監(jiān)測(cè)的更高需求。然而，在現(xiàn)階段，熱導(dǎo)測(cè)量原理和非分散紅外（NDIR）原理仍然是SF6純度測(cè)量的主流技術(shù)。

審核編輯 黃宇