¿Qué es la supervisión en línea de la espectroscopia del aceite del transformador? Explicación del principio de la tecnología de espectroscopia fotoacústica

• Principios de la espectroscopia fotoacústica: Cuando la luz modulada de una longitud de onda determinada incide sobre las moléculas de gas, estas absorben la energía luminosa y liberan calor mediante transiciones no radiativas, lo que provoca la expansión del gas en una zona muy pequeña y genera ondas sonoras. La intensidad de la señal sonora es proporcional a la concentración del gas. Mediante el cambio de filtros de diferentes longitudes de onda, se detecta una a una la concentración de cada gas.
• Diferencias con respecto a la cromatografía: La cromatografía requiere separar físicamente la mezcla de gases en una columna cromatográfica antes de analizarlos uno por uno, mientras que la espectroscopia fotoacústica identifica los gases directamente a partir de sus características espectrales, lo que elimina la necesidad de una columna cromatográfica y un sistema de gas portador.
• Puntos fuertes: No requiere gas portador ni columnas cromatográficas, necesita poco mantenimiento y ofrece una rápida velocidad de análisis, por lo que resulta especialmente adecuado para estaciones desatendidas con condiciones de mantenimiento limitadas.

1. Análisis en profundidad de los principios técnicos

El fundamento físico de la tecnología de espectroscopia fotoacústica es el efecto fotoacústico. Las moléculas de los gases presentan espectros de absorción característicos: cada gas tiene picos de absorción únicos en longitudes de onda específicas. El sistema irradia el gas a analizar con diferentes longitudes de onda mediante el cambio de filtros de banda estrecha; si la luz de esa longitud de onda es absorbida, las moléculas de gas, tras ser excitadas, liberan calor mediante colisiones intermoleculares, lo que genera ondas de presión periódicas (ondas acústicas) a la frecuencia de la luz modulada, que son detectadas por un micrófono de alta sensibilidad.

Este método de "identificación espectral" evita el paso de la cromatografía, en el que es necesario separar físicamente los gases antes de detectarlos, lo que simplifica considerablemente la estructura del sistema, ya que se prescinde de la cámara de termostato de la columna cromatográfica, las botellas de gas portador y los complejos sistemas de conductos de gas.

2. Ventajas y casos de uso

2.1 Funcionamiento sin mantenimiento——Al no depender de gases portadores ni de columnas cromatográficas, se reduce al mínimo la necesidad de sustituir consumibles in situ. Esta ventaja resulta especialmente relevante en subestaciones remotas, zonas de gran altitud o emplazamientos de difícil acceso.

2.2 Prueba rápida——Se ahorra el tiempo de separación cromatográfica, lo que agiliza la velocidad de cada análisis. Ofrece una alerta de averías más oportuna en situaciones de emergencia en las que se requiere una evaluación rápida.

2.3 Estructura compacta——Al prescindir del sistema de conducción de gas y de la cámara de control de temperatura de la columna cromatográfica, es posible reducir el tamaño y el peso del equipo.

3. Preguntas más frecuentes

3.1 Pregunta: ¿Cuántos tipos de gases se pueden detectar mediante espectroscopia fotoacústica?

Respuesta: Depende del número de filtros instalados en el sistema. Los productos más comunes pueden detectar entre 3 y 7 gases indicadores de averías, aunque algunos modelos detectan menos tipos que los sistemas de cromatografía de gases de gama alta.

3.2 Pregunta: ¿La espectroscopia no requiere ningún tipo de mantenimiento?

Respuesta: La mayor ventaja en cuanto al mantenimiento es que no es necesario cambiar el gas portador ni la columna cromatográfica, pero la fuente de luz tiene una vida útil limitada, los filtros deben mantenerse limpios y el sistema de lubricación debe revisarse periódicamente.

3.3 Pregunta: ¿Se pueden comparar directamente los datos de los métodos espectroscópicos y cromatográficos?

Respuesta: Los principios de detección de ambos métodos son diferentes, por lo que puede haber desviaciones en los valores absolutos. Al realizar un análisis de tendencias, se debe mantener una monitorización continua con el mismo equipo y no cambiar con frecuencia el método de detección, a fin de garantizar la coherencia de los datos.

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