(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210584740.9 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 华电内蒙古能源 有限公司包头发电 分公司 地址 014060 内蒙古自治区包头市九原区 麻池镇巴尔泰工业园 申请人 欧谱申秦皇岛科技有限公司 (72)发明人 潘龙飞　朱昌煜　王宝健　娄利　 百嘎利　刘志勇　张利馗　段忠宇　 梁彬　李志和　 (51)Int.Cl. G01N 21/25(2006.01) G01N 21/27(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学 在线监测分析装置 (57)摘要 本发明涉及监测设备技术领域， 具体公开了 大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测 分析装置， 包括光纤传感机构、 光纤解调机构和 上位计算机； 所述光纤传感机构包括光纤传感 器， 光纤传感器安装在光纤的前端， 光纤传感器 安装在气室中， 光纤传感器的检测端放置在定 冷 水箱中， 光纤解调机构包括设置在定冷水箱内的 传感光源、 激光加热光源、 耦合器、 环形器、 光谱 解调模块。 该设备能够在高温度高浓度气体环境 下实时监测氢气浓度与含量， 及时进行预警， 并 能实时保存历史数据便于对比分析， 从而也定量 分析出机组线棒等处漏出氢气量， 同时预判线棒 易漏氢薄弱点是否已经出现危害， 为汽轮发电机 组安全运行保驾护航。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115015127 A 2022.09.06 CN 115015127 A 1.大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测分析装置， 其特征在于： 包括光纤传 感机构、 光纤解调机构和上位计算机(16)； 所述光纤传感机构包括光纤传感器(1)， 光纤传 感器(1)安装在光纤(5)的前端， 光纤(5)贯穿气室(2)设置在定冷水箱(6)内， 光纤(5)上的 光纤传感器(1)安装在气室(2)中， 气室(2)上焊接有进气管(3)、 出气管(4)， 光纤传感器(1) 的检测端放置在定冷水箱(6)中， 光纤解调机构放置在定冷水箱(6)内； 所述光纤解调机构包括传感光源(9)、 激光加热光源(7)、 耦合器(10)、 环形器(11)、 光 谱解调模块(12)， 其中， 传感光源(9)和激光加热光源(7)均与至耦合器(10)连接， 环形器 (11)的一端与光纤(5)连接， 另一端与用于将光信号转换为电信号的光谱解调模块(12)连 接； 所述光谱解调模块(12)通过引线与模数转换模块(13)连接， 模数转换模块(13)的数字 信号输出端通过引线与高速数字信号处理模块(14)输入端相连； 所述高速数字信号处理模 块(14)输出端通过引线 连接有以太网转换模块(15)， 以太网转换模块(15)通过网线与上位 计算机(16)连接 。 2.根据权利要求1所述的大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测分析装置， 其 特征在于： 所述高速数字信号处 理模块(14)内部设置有高速数据处 理芯片。 3.根据权利要求1所述的大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测分析装置， 其 特征在于： 所述上位计算机(16)的串口处通过引线与电控 模块(8)的信号接收端连接 。 4.根据权利要求3所述的大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测分析装置， 其 特征在于： 所述电控 模块(8)与传感光源(9)、 激光加热光源(7)的控制端连接 。 5.根据权利要求1所述的大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测分析装置， 其 特征在于： 整个监测分析装置均通过线性电源(17)提供电力支持， 线性电源(17)的输入端 与电源插座(18)连接， 线性电源(17)输出端用引线与光纤传感机构、 光纤解调机构和上位 计算机(16)的供电端连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115015127 A 2一种大型汽轮发电机定冷 水箱氢含量光学在线 监测分析装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 监测设备技术领域， 具体为大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线 监测分析装置 。 背景技术 [0002]通常汽轮发电机组采用氢冷方式， 氢冷冷却效果好， 汽轮发电机的定冷水箱内的 氢气主要来源于发电机内部， 氢气具有很强的渗透性， 且其分子小， 可以渗透进入线圈端部 绝缘引水管内， 随水流汇集至定冷水箱中， 此外， 定子线棒两端 众多的接头若有松动等缺陷 容易产生漏点， 由于氢压高于线圈内水压， 氢气也会漏入且在定冷水箱上部空间汇集， 当氢 气和空气的混合物达到一定范围， 会产生爆 炸危险， 会危及机组及人身安全， 为此在机组运 行过程中， 对氢油水系统各环 节进行在线监测是很有必要的。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光学在线监测分析装置， 以解决上述背景技 术中提出的问题。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 大型汽轮发电机定冷水箱氢含量光 学在线监测分析装置， 包括光纤传感机构、 光纤解调机构和上位计算机； 所述光纤传感机构 包括光纤传感器， 光纤传感器安装在光纤的前端， 光纤贯穿气室设置在定 冷水箱内， 光纤上 的光纤传感器安装在气室中， 气室上焊接有进气管、 出气管， 光纤传感器的检测端放置在定 冷水箱中， 光纤解调机构放置在定冷水箱内； [0005]所述光纤解调机构包括传感光源、 激光加热光源、 耦合器、 环形器、 光谱解调模块， 其中， 传感光源和激光加热光源均与至耦合器连接， 并通过耦合器耦合成一束光源打到环 形器上； 所述环形器的一端与光纤连接， 另一端与光谱解调模块连接， 用于将反射信号通过 环形器输入至光谱解调模块中， 光谱解调模块用于将光信号 转换为电信号； [0006]所述光谱解调模块通过引线与 模数转换模块连接， 用于将模拟信号转换为相应数 字信号， 模数转换模块的数字信号输出端通过引线与高速数字信号处理模块输入端相连； 所述高速数字信号处理模块输出端通过引线连接有以太网转换模块， 以太网转换模块通过 网线与上位计算机连接， 用于将数字信号发送至上位计算机中。 [0007]优选的， 所述高速数字信号处理模块内部设置有高速数据处理芯片， 内含分析算 法程序， 用于将前端采集获取的实时信号进行 数据处理。 [0008]优选的， 所述上位计算机的串口处通过引线与电控 模块的信号接收端连接 。 [0009]优选的， 所述电控 模块与传感光源、 激光加热光源的控制端连接 。 [0010]优选的， 所述上位计算机用于发送波长光束控制指令至电控模块， 电控模块用于 控制传感光源和激光加热光源发出 所需波长光束。 [0011]优选的， 整个监测分析装置均通过线性电源提供电力支持， 线性电源的输入端与 电源插座连接， 线性电源输出端用引线与光纤传感机构、 光纤解调机构和上位计算机的供说　明　书 1/3 页 3 CN 115015127 A 3