上海SF6泄漏检测原理

上海SF6泄漏检测原理

多年来，国内外对检测SF6气体泄漏进行了许多研究。国外目前使用的SF6气体泄漏检测技术主要有以下几类：
1.吸收法
2.声波法
3.高度绝缘法
4.电化学法
5.半导体法
6.紫外线电离法
7.示踪法
8.热导法
9.热裂解法

吸收法：
利用SF6气体具有强烈吸收作用的特性，如美国LIS公司的Gas Vue TG-30红外激光成像SF6气体定位系统，它主要用设备的检漏，除结构复杂外，价格十分昂贵（90-130万），另有采用相对廉价的普通红外激光传感器(5-8万)通过吸气软管采集气体集中分析,较多可采集32个点,一般不适于整体及大面积环境监控。

声波法：
利用声波在SF6气体中传播的速度比在大气中传播的速度慢的特点，进行检测，如德国DILO公司的韦弗斯WINFOSS-S1型SF6气体报警仪。它能检测环境中SF6气体含量大于2%体积百分比的浓度，可以通过扩展器连接较多达6个点的监控系统。但其主要缺点是检测下限太低，2%的SF6气体浓度已远远**过了理论上SF6气体对人体的安全上限1000ppm。

另一方面，它的检测点数太少，不能满足较宽阔空间的需要高度绝缘法：
利用SF6气体的高度绝缘特性，采用高压电晕放电技术制成的气体检漏仪，如瑞士WINFOSS公司的WINFOSS-C1型SF6气体气体定量检漏仪和美国TIF公司的TIF5650A/TIF-XP-1A SF6气体定性检漏仪，能定量和定性地检测出环境中SF6气体泄漏程度，。

电化学法：
电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性, 不足之处是灵敏度越高漂移幅度越大,衰减越快,寿命的限制一般为一年。

半导体法：
目前常用半导体材料二氧化锡Sn02为例说明气敏半导体材料的导电机理。Sn02是N型半导体，其导电机理可以用吸附效应来解释。它是多晶体，晶粒间界有较高的电阻，晶粒内部电阻较低。半导体气敏电阻的阻值将随吸附气体的数量和种类而改变。这类半导体气敏电阻工作时都需加热。器件在加热到稳定状态的情况下，当有气体吸附时，吸附分子首先在表面自由地扩散。期间一部分分子蒸发，一部分分子就固定在吸附处。此时如果材料的功函数小于吸附分子的电子亲和力，则吸附分子将从材料夺取电子而变成负离子吸附；如果材料的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向材料释放电子而成为正离子吸附。02和NOx（氮类氧化物）倾向于负离子吸附，称为氧化型气体。H2、CO、碳氢化合物和酒类倾向于正离子吸附，称为还原型气体。氧化型气体吸附到N型半导体上，将使载流子减少，从而使材料的电阻率增大。还原型气体吸附到N型半导体上，将使载流子增多，材料电阻率下降。根据这一特性，就可以从阻值变化的情况得知吸附气体的种类和浓度。应用较早，技术成熟，一般应用于挥发性有害气体检测。

紫外线电离法：
通过利用SF6吸附特性来工作的检测方法，与高压放电电离法相比具有检测精度较高，但使用寿命公200小时左右，不适合在线检测SF6泄露。另外量程非常窄，一般检测范围只有几十个ppm，因此，国内外一般用在数量(30ppm以下)SF6定量检测中。

示踪法：
利用SF6气体吸附特性，在SF6气体加入某种物质，这种物质能够被SF6分子吸附，相当于做了一个标记，再通过检测这种物质，间接测量SF6气体浓度，这种方法精度非常高。缺点：需要辅助气体，造价成本高，适合实验室使用。

热导法
热导型传感器，已经在气体分析仪器*量应用，如气象色谱仪，氢气纯度分析仪等。在色谱仪中热导分析器主要用于微量分析。优点：寿命长，精度高，漂移度低，稳定性好。缺点：成本高，电路复杂，采集速度相对缓慢。这种传感器相比较电化学传感器来说反应速度较前者慢，精度也不如电化学传感器高。但使用寿命长是其优点之一，一般在五年以上。比较适合于复杂的恶劣的现场环境条件下使用，虽然其反应速度慢，但GIS或SF6断路器中SF6气体泄漏是一个缓慢的过程，所以这个过程中热导型传感器基本不会产生误报的现象发生。

SF6定量泄漏报警系统根据检测原理分为超声波定量和激光定量两种。
超声波定量的精度不是很高，一般的精度在50ppm；这种精度的定量其实和定性已经没什么分别。
激光定量SF6泄漏报警系统的精度可以精确在1ppm，非常适合实验室和现场使用，具体使用及操作说明可参考韦弗斯检测公司网站关于SF6浓度在线监测系统资料