Optimización de la Celda Fotoacústica para la Detección de Acetileno en Trazas en Aceite de Transformador
Autores: Yang, Tianhe; Zhou, Kai; Jin, Lei; Liu, Rui; Chen, Weigen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Desarrollo
Sistema de detección de gas
Celda fotoacústica resonante
Modelo de simulación
Sensibilidad
Límite de detección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el desarrollo de un sistema de detección de gases altamente sensible basado en una celda fotoacústica resonante para detectar gases disueltos en aceite de transformador. Se estudió un modelo de simulación de la celda fotoacústica resonante y se optimizó el volumen de la cámara de amortiguamiento, asegurando la mejora de la señal. El volumen de la celda fotoacústica se redujo en aproximadamente un 80% en comparación con el modelo clásico. Luego se fabricó una celda fotoacústica resonante basada en la optimización de la simulación. El sistema fotoacústico de doble resonancia se construyó combinando la celda PA resonante con un sensor acústico de fibra de cantiléver hecho a mano. La sensibilidad del sistema se mejoró aún más utilizando un amplificador de fibra dopada con erbio, modulación de longitud de onda y tecnología de detección armónica. Los resultados experimentales mostraron que el sistema logró un límite de detección de 6 ppb y un excelente rango lineal por debajo de 1000 ppm para el gas CH. El sistema de detección de gases desarrollado tiene aplicaciones potenciales para monitorear la condición de los transformadores de potencia en las redes eléctricas.
Descripción
Este documento presenta el desarrollo de un sistema de detección de gases altamente sensible basado en una celda fotoacústica resonante para detectar gases disueltos en aceite de transformador. Se estudió un modelo de simulación de la celda fotoacústica resonante y se optimizó el volumen de la cámara de amortiguamiento, asegurando la mejora de la señal. El volumen de la celda fotoacústica se redujo en aproximadamente un 80% en comparación con el modelo clásico. Luego se fabricó una celda fotoacústica resonante basada en la optimización de la simulación. El sistema fotoacústico de doble resonancia se construyó combinando la celda PA resonante con un sensor acústico de fibra de cantiléver hecho a mano. La sensibilidad del sistema se mejoró aún más utilizando un amplificador de fibra dopada con erbio, modulación de longitud de onda y tecnología de detección armónica. Los resultados experimentales mostraron que el sistema logró un límite de detección de 6 ppb y un excelente rango lineal por debajo de 1000 ppm para el gas CH. El sistema de detección de gases desarrollado tiene aplicaciones potenciales para monitorear la condición de los transformadores de potencia en las redes eléctricas.