SF6六氟化硫傳感器解決方案

非易燃氣體六氟化硫（SF6）的主要應(yīng)用領(lǐng)域是電氣高壓開關(guān)設(shè)備（GIS）、變壓器和電纜的絕緣。盡管六氟化硫無毒且不易燃，但其全球變暖潛勢比二氧化碳高出約24000倍（GWP=23900）。這使得它成為所有溫室氣體中強效的，這就是為什么它的使用受到嚴格的環(huán)境法規(guī)的約束。此外，六氟化硫無臭，比空氣重，因此在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的低洼地區(qū)發(fā)生SF6泄漏時，它會積聚起來。如果沒有使用SF6氣體傳感器進行可靠的SF6監(jiān)測，工人將有窒息的危險。

SF6是人類已知的強大的溫室氣體，其排放量近年來迅速上升，令人擔(dān)憂！ “1993年，SF6的世界產(chǎn)量為7000噸，預(yù)計到2010年將達到每年10000公噸。電氣行業(yè)大約使用了其中的80%。2002年，美國電力行業(yè)的SF6排放總量接近600公噸，相當(dāng)于1410萬噸二氧化碳，占美國工業(yè)過程溫室氣體排放總量的5%”。 –大觀研究
“僅僅一公斤SF6就會使地球變暖，其程度與24名從倫敦飛往紐約的人返回地球的程度相同”。 –英國廣播公司新聞，環(huán)境記者馬特·麥格拉思

六氟化硫（SF6）是一種無毒無害的氣體，具有很強的惰性和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于通過絕緣和滅弧保護電氣設(shè)備的電力系統(tǒng)，如高壓開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜和變壓器。此外，作為一種強大的溫室氣體，SF6的泄漏將對環(huán)境和氣候造成嚴重破壞，因為其溫室效應(yīng)是二氧化碳的20000多倍。因此，實時監(jiān)測SF6氣體濃度是必要的。目前，監(jiān)測SF6氣體濃度和泄漏的常用方法包括熱導(dǎo)原理、密度法、質(zhì)譜儀、磁力計、紫外探測器和紅外探測器非分散（NDIR）。黛爾特（北京）科技有限公司提供六氟化硫傳感器和SF6純度傳感器

一、熱導(dǎo)法原理六氟化硫傳感器測量SF6氣體濃度

熱導(dǎo)原理SF6傳感器是經(jīng)典的測量方式，近些年來由于非分散紅外（NDIR）技術(shù)的進步，MEMS原理測量SF6氣體濃度一度受到冷落和遺忘。但后來工程師發(fā)現(xiàn)非分散紅外（NDIR）方法測量六氟化硫純度有很大的缺陷，他們也逐步回到經(jīng)典的熱導(dǎo)率的方法上。根據(jù)被測SF6氣體和背景氣體的熱導(dǎo)率數(shù)不同來計算其中SF6氣體組份的含量。當(dāng)敏感元件吸附被測氣體時，熱導(dǎo)率發(fā)生變化，通過調(diào)理電路將熱導(dǎo)系數(shù)變化轉(zhuǎn)為電壓變化，據(jù)此可檢測氣體中濃度或含量。熱導(dǎo)法主要應(yīng)用在高壓絕壓開關(guān)內(nèi)的六氟化硫純度分析（90%-100%Vol.）。黛爾特（北京）科技有限公司的熱導(dǎo)式SF6純度傳感器具有精度高，重復(fù)好和波動性小受到市場應(yīng)用廣泛歡迎，目前也重新贏得工程師的信賴。

黛爾特（北京）科技有限公司的熱導(dǎo)原理SF6傳感器顯著特點

1、低功耗，約0.15W
2、快速響應(yīng)，約3秒(T90，@1.0L/min.)
2、無需加熱恒溫等待，即插即用。
3、外形尺寸小、重量輕
4、溫度和濕度補償
5、同時測量六氟化硫 (SF6)濃度、相對濕度（RH）和溫度三個參數(shù)
6、0.5~2.5VDC和5V TTL輸出
技術(shù)參數(shù)
1、技術(shù)原理：MEMS測量
2、被測氣體：六氟化硫（SF6）和相對濕度RH，兩組份或準(zhǔn)三組分氣體
3、基本量程：0~100%Vol. (SF6 in N2)；相對濕度RH：0~100%RH
4、非線性：±1.0%FS
5、重復(fù)性：±1.0%FS
6、相對濕度測量精度：±3.0%RH
7、供電：5VDC
8、輸出： 0.5~2.5VDC和5V TTL電平
9、功耗：約150 mW
10、工作溫度范圍：-40~+85℃
11、氣路連接：接內(nèi)徑4mm，外徑6mm的軟管
12、外形尺寸：75mm x 65mm x 25mm
13、耐壓：2.0 bar絕壓
14、重量：150g
三、工作速度
1、啟動時間：0.3s，無需加熱恒溫等待
2、響應(yīng)時間(T90，@1.0L/min.)：約1s
3、數(shù)據(jù)更新：2 Hz

雙光束非分光紅外線(NDIR)檢測技術(shù)。設(shè)有測量通道和參考通道,分別加裝不同波長的濾光片，使之獲得不同波長的紅外光，測量通道內(nèi)波長位于10.55微米SF6的吸收峰上，參考通道則不在SF6的吸收范圍內(nèi)（4.96微米）。檢測通過兩個通道的紅外光，并做對比調(diào)制，比值即表征了被測氣體中的SF6濃度。適合在線泄漏監(jiān)測（0-1500 ppm）和手持式定量SF6檢漏儀(0-50 ppm)。非分散紅外原理六氟化硫傳感器不能應(yīng)用SF6純度測試（90%Vol.~100%Vol.）。

  由于黑體光源、熱釋電探測器和濾光片的技術(shù)發(fā)展，非分散紅外（NDIR）原理六氟化硫純度傳感器，因為新技術(shù)和低功耗一度受到追捧。應(yīng)用工程師后來發(fā)現(xiàn)由于SF6純度傳感器在10.55um波長附近非常強，信號大。另外六氟化硫氣體測試的范圍在90~100%Vol.,輸出信號趨于飽和，在此范圍內(nèi)傳感器讀數(shù)波動大，可達+/-1%;重復(fù)性差，無法滿足SF6氣體純度測試。近些年來，應(yīng)用工程師也回歸到用經(jīng)典的熱導(dǎo)式方法來測試SF6氣體純度。

非色散紅外（NDIR）氣體傳感器基于紅外吸收原理，使用紅外探測器和紅外光源進行 氣體檢測。高靈敏度、長期穩(wěn)定性、寬測量范圍和快速響應(yīng)的優(yōu)越特性使其在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。用于檢測SF6氣體泄漏的NDIR氣體傳感器可分為單通道和雙通道類型。與單通道氣體傳感器相比，雙通道傳感器提高了測量精度和抗干擾性。

三、DPT145多參數(shù)六氟化硫傳感器，露點壓力溫度傳感器
DMT145適用于六氟化硫傳感器測量SF6氣體露點、壓力和溫度在線測量。它還計算了其他四個值，包括SF6密度它特別適合集成到OEM系統(tǒng)中。為什么電力需要SF6六氟化硫純度傳感器和SF6分析儀： 由于SF6氣體的這些優(yōu)點，SF6斷路器完全取代了傳統(tǒng)的油開關(guān)。SF6電流互感器和電壓互感器也得到了迅速的推廣和應(yīng)用。SF6設(shè)備體積小、可靠、穩(wěn)定。但SF6氣體泄漏是電力行業(yè)的重大事故之一。在正常情況下，大氣中的水分濃度是SF6氣室中的幾十倍。在南方相對濕度較高的地區(qū)，水的濃度差異可能達到數(shù)百倍。因此，內(nèi)部和外部的巨大濃度差使得水一有機會就滲入SF6氣室，導(dǎo)致微水急劇上升。水分在電弧和高溫的作用下與SF6氣體發(fā)生反應(yīng)。水分是腐蝕性和毒性的主要因素。 另外，因為SF6比空氣重。一旦發(fā)生泄漏，它基本上會流到底部。容易對工作人員造成各種傷害。SF6泄漏似乎是不可避免的。關(guān)鍵是如何在泄漏超過可接受的安 全水平時發(fā)出預(yù)警。因此，在電力行業(yè)中有許多參數(shù)需要圍繞SF6進行測試。純度檢測（檢測SF6氣體的密度變化，密度值以20時SF6氣體的壓力表示）、檢漏和分解檢測是主要的三個方向。SF6具有很強的紅外吸收特性。

DMT145技術(shù)數(shù)據(jù)
測量參數(shù)
露點：-60 ... +30 °℃(-76 ... +86°℉)
絕 對壓力：1.12巴（14.5…174磅/平方英寸）
溫度：-40 ... +80°C（-40…+176°F）
計算參數(shù)
壓力，歸一化為+20°℃ (+68 °℉) ：1…12巴（14.5…174磅/平方英寸）
SF6或SF6/N2混合物密度：0 ... 100千克/立方米
水分體積，ppm：40 ... 40000 ppm
露點，轉(zhuǎn)換為大氣壓力：-65 ... +30 °℃ (-85 ... +86 °℉)

圖5。將DPT145露點壓力溫度傳感器直接安裝到主氣罐上（25.3–14.4.2010）。測量室中的氣體體積約為20ml

四、半導(dǎo)體法原理SF6傳感器

高溫半導(dǎo)體吸附極性分子(含有鹵素的分子容易具有較強的極性)后特性發(fā)生變化。半導(dǎo)體SF6傳感器缺點：需要加熱。對SF6完全不敏感(SF6不屬于鹵代烴，也不是極性分子，不會被吸附)，不適合在線實時監(jiān)測SF6氣體泄漏。