氢气中拉曼光谱检测方案(激光拉曼光谱)

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www.oceanoptics.cn Hotline： 400-623-2680A HALMA COMPANY ACCUMAN(SR-510 Pro)实现氢气的快速探测 变压器是电力系统重要设备之一，为了确保其安全可靠运行，及时发现运行中变压器内部的早期故障极为重要。国内外的长期实践证明，利用油中溶解气体分析技术来检测变压器内部潜伏性早期故障是十分有效的，例如当变压器内部进水受潮时，油中的水分和含湿气的杂质容易形成“水桥”，导致局部放电而产生氢气，使氢气在氢烃总量中占比更高，因此在变压器使用的过程中对氢气含量的监测尤为重要。 众所周知，氢分子是最简单的同核双原子分子，它有两种自旋异构体，称之为正氢和仲氢。氢气的探测，主要集中在对正氢和仲氢含量的探测上。目前典型的正仲氢组分测量方法有导热系数测量法、饱和蒸气压法和色谱法。但这些方法缺陷明显，仲氢与正氢在低温情况下导热系数差异极小，使导热系数测量法检测困难。而饱和蒸气压法对温度和压力测量元件精度要求苛刻，否则难以得到准确的结果。测量精度较高的色谱技术，由于其采样和测量对操作者要求求高，因而在需要快速响应和简便操作的测试任务中越来越难以胜任。 激光拉曼光谱技术基于物质分子与入射激光的指纹性相互作用，可以实现对物质成分和结构的探测，已有文献报道探测到氢气的转动拉曼光谱。我们采用海洋光学的科研版拉曼光谱仪 ACCUMAN (SR-510Pro)对5ml体积的高纯氢气进行了检测，激发光源为350mw 功率的785nm激光器，图1为检测装置，考虑到环境光的影响，我们使用了仪器配套的试剂瓶遮光采样夹具。 图1便携式激光拉曼光谱仪 ACCUMAN SR510 Pro 及试剂瓶光光采样夹具 设置采集参数为积分时间 30s 和平均次数4次，我们测得了氢气的拉曼光谱(图2)，其中正氢和仲氢特征峰明显。 我们可以看到， ACCUMAN (SR-510 Pro)便携式激光拉曼光谱仪在氢气的探测中，具有明显的优势，比如正氢和仲氢特征明显、所需样钻量小、测量时间短及操作简便等等，这也预示着激光拉曼技术在氢气检测中的良好应用前景。 海洋光学亚洲蔚海光学仪器(上海)有限公司Ocean Optics AsiaOcean Optics (Shanghai) Co.， Ltd. ACCUMAN (SR-510 Pro) 实现氢气的快速探测变压器是电力系统重要设备之一，为了确保其安全可靠运行，及时发现运行中变压器内部的早期故障极为重要。国内外的长期实践证明，利用油中溶解气体分析技术来检测变压器内部潜伏性早期故障是十分有效的，例如当变压器内部进水受潮时，油中的水分和含湿气的杂质容易形成“水桥”，导致局部放电而产生氢气，使氢气在氢烃总量中占比更高，因此在变压器使用的过程中对氢气含量的监测尤为重要。众所周知，氢分子是最简单的同核双原子分子，它有两种自旋异构体，称之为正氢和仲氢。氢气的探测，主要集中在对正氢和仲氢含量的探测上。目前典型的正仲氢组分测量方法有导热系数测量法、饱和蒸气压法和色谱法。但这些方法缺陷明显，仲氢与正氢在低温情况下导热系数差异极小，使导热系数测量法检测困难。而饱和蒸气压法对温度和压力测量元件精度要求苛刻，否则难以得到准确的结果。测量精度较高的色谱技术，由于其采样和测量对操作者要求较高，因而在需要快速响应和简便操作的测试任务中越来越难以胜任。激光拉曼光谱技术基于物质分子与入射激光的指纹性相互作用，可以实现对物质成分和结构的探测，已有文献报道探测到氢气的转动拉曼光谱。我们采用海洋光学的科研版拉曼光谱仪 ACCUMAN (SR-510 Pro) 对5ml体积的高纯氢气进行了检测，激发光源为350mw功率的785nm激光器，图1为检测装置，考虑到环境光的影响，我们使用了仪器配套的试剂瓶遮光采样夹具。图1 便携式激光拉曼光谱仪ACCUMAN SR510 Pro及试剂瓶遮光采样夹具设置采集参数为积分时间30s和平均次数4次，我们测得了氢气的拉曼光谱（图2），其中正氢和仲氢特征峰明显。我们可以看到，ACCUMAN (SR-510 Pro)便携式激光拉曼光谱仪在氢气的探测中，具有明显的优势，比如正氢和仲氢特征明显、所需样品量小、测量时间短及操作简便等等，这也预示着激光拉曼技术在氢气检测中的良好应用前景。