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六氟化硫气体探测仪窄带滤光片

2024-07-22 林树鑫

六氟化硫(化学式:SF?是一种人为合成的无色、无味、无毒且极为惰性的气体 ,因其有极好绝缘和灭弧机能宽泛用于电力系统中。当然 ,六氟化硫也拥有极强的温室效应 ,其全球变暖潜值(global warming potential ,GWP)是二氧化碳的上千倍; ,同时六氟化硫在强烈电弧作用下会产生一些硫的低氟化合物 ,在空气中会与水和氧气产生反映 ,产生剧毒气体。因而必要对六氟化硫的泄露进行严格的检测 ,预防对环境造成严沉风险。

 六氟化硫气体探测仪

电力行业划定了对有关设备进行六氟化硫气体的泄露检测;诓罘治占觳饧际醯姆巧⒑毂恚╪on-dispersive infra-red, NDIR)气体传感器 ,由于其拥有较好的检测能力和较低的价值 ,得到了较为宽泛的利用。其中 ,红表滤光片是红表气体传感器的主题元件。

 

因而对于开发中远红表滤光片的研发意思沉大。早期的红表滤光片钻研重要用于航空航天及国防领域 ,且沉点关注滤光片机能 ,较少钻研关注成本成分 ,与通例的测和善红表成像等宽带通滤光片分歧的是 ,气体检测均为窄带 ,其市场潜力巨大。因而研造性价比力高的10.56 μm窄带滤光片尤其沉要。

 SF?气体探测仪

六氟化硫气体探测窄带滤光片是一种在特定波段允许光信号通过 ,而偏离这个波段以表的两侧光信号被阻止的光学元件。它在六氟化硫气体探测中起着关键作用 ,重要用于提高气体探测的精度和活络度。

 

一、设计指标

六氟化硫气体在中红表波段拥有指纹光谱 ,出格是10.56 μm和16.27 μm波利益拥有两个特有的吸收峰。其中 ,10.56 μm波长的吸收峰较强且带宽较窄 ,因而成为窄带滤光片设计的沉点。设计指标通常蕴含:

中心波长:10560±60 nm(或靠近此值)

透射带宽:较窄 ,如180±50 nm

峰值透射率:大于75%

截止区透射率:在1.5~10.2 μm和10.9~18 μm领域内 ,最大透射率幼于1%。


 六氟化硫气体探测仪窄带滤光片


二、资料选择

基板资料:通常选择双面抛光的光学级直拉单晶硅片作为基板 ,由于它在红表波段拥有不变的折射率和优良的加工机能。

镀膜资料:高折射率资料常用高纯锗(Ge) ,低折射率资料常用硫化锌(ZnS)。这两种资料在红表波段拥有较好的应力匹配和膜层牢固度。

 

三、结构设计

窄带滤光片的设计常选取F-P结构或多半波结构 ,这些结构在造备过程中有利于中心波长和波形的调整。具体设计时 ,会凭据指标波长和带宽要求 ,通过理论建模和仿真优化 ,确定相宜的膜系结构和膜层厚度。

 

四、机能指标

中心波长:确保滤光片的中心波长与指标气体吸收峰匹配 ,以提高探测活络度。

带宽:较窄的带宽有助于削减布景噪声的滋扰 ,提高探测精度。

峰值透射率:高透射率能够提高信号的强度 ,从而提高探测系统的信噪比。

截止深度:在截止区内 ,滤光片应尽可能阻止光信号的通过 ,以降低布景噪声和滋扰。

 

五、利用领域

六氟化硫气体探测窄带滤光片宽泛利用于电力、化工、环保等领域 ,出格是在高压电气设备(如GIS、GIL等)中六氟化硫气体的泄漏监测方面。它能够援手实时发现和处置气体泄漏问题 ,保险设备和人员的安全。

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