تطبيق ومزايا التحليل الطيفي الصوتي الضوئي لمراقبة الغازات في زيوت المحولات

• المبادئ الفنية:: وتستخدم تقنية التحليل الطيفي الصوتي الضوئي خصائص امتصاص جزيئات الغاز لأطوال موجية محددة من الضوء للكشف. يتم تشعيع خليط الغاز الخارج من الزيت بواسطة الضوء المعدل، وتمتص جزيئات الغاز الطاقة الضوئية ثم تطلق الحرارة من خلال القفز غير الإشعاعي، مما يتسبب في تمدد الغاز في المنطقة الدقيقة لإنتاج إشارات صوتية، وتتناسب شدة الإشارة مع تركيز الغاز.
• نقاط القوة الأساسية:: لا حاجة للغاز الحامل والأعمدة، مما يلغي استهلاك المواد الاستهلاكية والحاجة إلى الاستبدال المنتظم للكروماتوغرافيا اللونية التقليدية، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في عبء عمل الصيانة وتكاليف التشغيل على المدى الطويل.
• نطاق الكشفيمكن أن تغطي المنتجات الرئيسية 3 ~ 7 أنواع من الغازات المميزة للأعطال، والتي يمكن اكتشافها عن طريق تبديل الأطوال الموجية المختلفة للمرشحات.
• السيناريوهات القابلة للتطبيق:: مناسبة بشكل خاص للمواقع غير المراقبة ذات ظروف الصيانة المحدودة، حيث يصعب الوصول إلى الموظفين بشكل متكرر، وللتركيبات المدمجة حيث يكون حجم المعدات واستهلاك الطاقة أمرًا بالغ الأهمية.

1 - كيفية عمل التحليل الطيفي الصوتي الضوئي

يعتمد التحليل الطيفي الصوتي الضوئي على التأثير الصوتي الضوئي - عندما تمتص جزيئات الغاز ضوءًا معدّلًا بطول موجي محدد، فإنها تُثار إلى حالة عالية الطاقة، ومن ثم تطلق الطاقة في شكل حرارة من خلال التصادمات الجزيئية، مما يؤدي إلى تمدد وانكماش دوري في المنطقة الدقيقة للغاز لتكوين موجات صوتية قابلة للكشف. لكل جزيء غاز بصمة طيفية امتصاصية فريدة خاصة به (الطول الموجي المميز للامتصاص)، لذلك يمكن الكشف عن كل غاز مستهدف واحدًا تلو الآخر عن طريق اختيار أطوال موجية مختلفة للمرشح.

على عكس كروماتوغرافيا الغازات التقليدية، التي تتطلب فصل خليط من الغازات واحدًا تلو الآخر في عمود قبل الكشف المنفصل، لا يتطلب التحليل الطيفي الصوتي الضوئي خطوة فصل فيزيائي ويستخدم السمات الطيفية لتحديد الغازات مباشرةً. وهذا يلغي الحاجة إلى عمود ونظام غاز ناقل ويبسط هيكل المعدات بشكل كبير.

2- المقارنة مع كروماتوغرافيا الغازات

٣ - المزايا التقنية للتحليل الطيفي الصوتي الضوئي

3.1 التشغيل بدون صيانة

عدم الاعتماد على الغاز الحامل والأعمدة يقلل من الصيانة في الموقع. بالنسبة للمحطات الفرعية النائية أو المناطق المرتفعة أو المواقع ذات الوصول المحدود، فإن ميزة عدم الصيانة تعني انخفاضًا كبيرًا في القوى العاملة في مجال التشغيل والصيانة وتكرارها.

3.2 الكشف السريع

الاستغناء عن الحاجة إلى عمليات الفصل الكروماتوغرافي، وعادةً ما تكون عمليات الكشف الفردي أسرع من عمليات الفصل الكروماتوغرافي. في سيناريوهات الطوارئ التي تتطلب حكمًا سريعًا، فإن دورات الكشف الأقصر تعني تحذيرًا في الوقت المناسب من الفشل.

3.3 الاكتناز

مع التخلص من نظام خط الغاز وثرموستات العمود، يمكن جعل الوحدة أصغر في الحجم والوزن. وهي مناسبة للتطبيقات ذات القيود الصارمة على مساحة التركيب، مثل غرف توزيع الطاقة المدمجة أو منصات المراقبة المتنقلة.

4 - القيود التقنية

4.1 النطاق المحدود للغازات القابلة للاكتشاف

وحاليًا، يمكن لمنتجات التحليل الطيفي الصوتي الضوئي السائدة حاليًا اكتشاف عدد أقل من الغازات مقارنةً بأنظمة كروماتوغرافيا الغاز المتطورة بسبب نطاق الطول الموجي للمرشحات المتاحة ومشاكل التداخل الطيفي. وعلى وجه الخصوص، لا يزال من الممكن تحسين حساسية الكشف عن ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون في بعض المنتجات.

4.2 التداخل الطيفي

قد يكون للغازات المختلفة قمم امتصاص متداخلة في منطقة الأطوال الموجية المتشابهة، مما يؤدي إلى تداخل متبادل. على الرغم من أنه يمكن تعويض ذلك وتصحيحه بواسطة خوارزميات البرمجيات، إلا أنه في السيناريوهات التي تتعايش فيها مكونات الغاز المعقدة، يكون من الصعب القضاء على تأثير التداخل المتبادل تمامًا أكثر من الفصل المادي عن طريق الفصل اللوني.

4.3 لا يزال النظام القياسي قيد التحسين

يُستخدم كروماتوغرافيا الغاز في صناعة الطاقة منذ عقود، والنظام القياسي مثالي. أما التحليل الطيفي الصوتي الضوئي كتقنية جديدة نسبيًا، فإن معايير الصناعة ذات الصلة لا تزال في طور التطوير والتحسين، مما يؤثر إلى حد ما على قبول بعض المستخدمين.

5 - الأسئلة المتداولة

5.1 س. هل يمكن أن يكون التحليل الطيفي الصوتي الضوئي دقيقًا مثل التحليل اللوني؟

ج: تقترب دقة منتجات التحليل الطيفي الصوتي الضوئي السائدة من مستوى الكروماتوغرافيا في نطاقات الكشف الخاصة بها. ومع ذلك، لا تزال أنظمة الكروماتوغرافيا المتطورة تتمتع بمزايا معينة من حيث ثراء أنواع الغازات المكتشفة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء عند التركيزات المنخفضة جدًا.

5.2 س. هل صحيح أن معدات التحليل الطيفي الصوتي الضوئي لا تحتاج إلى صيانة على الإطلاق؟

ج: إن عدم وجود الغاز الحامل واستبدال العمود هو أكبر ميزة صيانة لها، ولكنها ليست خالية تمامًا من الصيانة. فمصدر الضوء له عمر خدمة معين، ويجب الحفاظ على نظافة المرشحات، ولا يزال يتعين فحص وحدة التفريغ وأجزاء دائرة الزيت بانتظام. كل ما في الأمر أن الصيانة الإجمالية أقل بكثير من الصيانة اللونية.

5.3 س: ما هي السيناريوهات المناسبة للتحليل الطيفي الصوتي الضوئي؟

ج: السيناريوهات الأكثر قابلية للتطبيق عادةً هي: المحطات البعيدة غير المأهولة، والمحطات ذات القيود الصارمة على تواتر الصيانة، والسيناريوهات المدمجة ذات القيود على المساحة والوزن للتركيب، والمشاريع التي يجب التحكم في تكاليف التشغيل والصيانة على المدى الطويل. لا تزال المحطات الفرعية المحورية المركزية تتطلب تغطية وظيفية كاملة لطريقة الكروماتوغرافيا.

5.4 س. ما هي الاتجاهات المستقبلية في التحليل الطيفي الصوتي الضوئي؟

ج: مع تقدم الأجهزة الطيفية الدقيقة وخوارزميات معالجة الإشارات، لا يزال هناك مجال كبير للتحسين في أنواع الغازات القابلة للكشف والحساسية. ومن المتوقع أن يؤدي التحليل الطيفي الصوتي الضوئي إلى تضييق الفجوة تدريجيًا مع الكروماتوغرافيا من حيث نطاق الكشف في السنوات القليلة المقبلة، مما يخلق اتجاه إحلال أقوى في الأسواق المنخفضة والمتوسطة.

5.5 س: هل تختار التحليل الطيفي الصوتي الضوئي أم التحليل اللوني؟ كيف تقرر؟

ج: إذا كانت المحطة مزودة بموظفي تشغيل وصيانة محترفين وتحتاج إلى معلومات تشخيصية أكثر شمولاً، فاختر التحليل اللوني. إذا كانت المحطة بعيدة وغير مأهولة، وكان الطلب على عدم الصيانة قويًا، فاختر التحليل الطيفي الصوتي الضوئي. إذا كان محولًا رئيسيًا محوريًا رئيسيًا، يوصى باختيار الكروماتوغرافيا؛ وإذا كان محول توزيع موزع، فإن التحليل الطيفي الصوتي الضوئي له مزايا أكثر بروزًا في الصيانة المنخفضة.

6 - توصيات للاختيار

6.1 تُفضل حلول التحليل الطيفي الصوتي البصري للسيناريوهات ذات ظروف الصيانة المقيدة.

6.2 لا تزال السيناريوهات التي تتطلب عمقًا تشخيصيًا عاليًا يهيمن عليها التحليل اللوني.

6.3 يمكن استخدام كلاهما في نفس نظام الشبكة لمطابقة المستويات العالية والمنخفضة وتكامل نقاط قوة كل منهما.

إخلاء المسؤولية: محتوى هذه المقالة هو للتبادل التقني والمرجعية فقط، ولا يشكل أي شكل من أشكال الالتزام بالشراء أو عرض العقد. تسود المعايير الفنية للمنتج وتكوينه وسعره في العقد الفعلي والاتفاقية الفنية. البيانات والحالات الفنية الواردة في هذه المقالة هي من المعلومات العامة والممارسات الهندسية، إذا تم تحديثها دون إشعار.

هل تحتاج إلى مقارنة التحليل الطيفي الصوتي الضوئي أو حلول المراقبة اللونية الغازية عبر الإنترنت؟ مرحبًا بك في الاتصال بـ Inotera للحصول على مشورة فنية احترافية في الاختيار. الخط الساخن للخدمة: 13959168359 (Wechat مع الرقم).