LARK-1X CF4 70%VOL紅外氣體傳感器
諾聯芯最近出品了一款高濃度的CF4傳感器，專門用來分析氣體絕緣開關柜GIS（Gas Insulated Switchgear）中的高濃度CF4氣體。首先，讓我們先來介紹一下GIS系統。
GIS是指六氟化硫（SF6）封閉式組合電器，國際上成為“氣體絕緣開關設備”，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、電壓互感器、避雷器等，經優化設計有機地組合成一個整體，內充以絕緣氣體SF6作為絕緣滅弧介質。GIS設備在電力行業有著最為廣泛的應用，促進了我國電力事業的發展。
為什么需要分析GIS中的高濃度的CF4濃度呢？那還要從絕緣氣體SF6說起。
一般GIS 中的滅弧氣體是高純的SF6，充氣壓強為0.3~0.7MPa，即3-7個大氣壓強。SF6在-48.5℃的時候，其液化壓強為0.242MPa。壓強越大，其液化溫度也就越高，也就是說如果充氣達到0.5MPa，其液化溫度可能就是零下三十幾攝氏度，例如我國的西北、內蒙和東北的高寒地區，冬天的時候低端低溫可能達到-40℃ ~ -50℃，GIS內的SF6就有可能被低溫液化。SF6被液化之后，滅弧效果就差了，頻繁的電弧可能會將GIS系統燒壞，甚至發生火災。那怎么辦呢？工程上的解決辦法有兩個：1. 給GIS內的SF6氣體加熱，；2. 將高濃度的CF4和SF6配比，例如40%vol CF4+60%vol SF6充入GIS系統，這樣能夠有效地降低SF6的液化溫度。CF4也是惰性氣體，分子量比SF6小，液化溫度也遠遠地低于SF6，這樣就能很好的保護GIS氣體絕緣開關設備了。
當充入混合的SF4和SF6之后，這兩種氣體的濃度就不可知了。維護人員還希望用一個便攜式的儀器測一下SF4的百分比濃度，用100%vol扣除CF4的濃度，就知道SF6的濃度了。
諾聯芯的LARK-1X CF4就是這樣一個測量高濃度SF6中的CF4的紅外氣體傳感器，最高的分析濃度為70%vol CF4，背景氣為SF6。該傳感器的特點包括：
1. 分辨率可以做到600ppm（0.06%vol）以內；
2. 將SF6的干擾全部扣除；
3. 精度也非常好，常溫能夠做到±1.0%rel，高低溫可以做到±5.0%rel；
3. 響應時間10秒之內。
1. LARK-1X CF4 70%VOL傳感器的基本性能
1.1 線性
我們將LARK-1X CF4 70%VOL上電，將LARK-1X CF4和上位機軟件BlueCAL配合使用。用高純SF6標定零點之后依次通入SF6 à100,000ppm (10.0%vol) à200,000ppm (20.0%vol) à 480000ppm (48.0%vol) à 540,000ppm (54.0%vol) à 700,000ppm (70.0%vol) CF4（背景氣全部是SF6），并且重復3次，得到如下的測量曲線：
圖1 LARK-1X CF4的3次線性測試和重現性曲線
我將上面曲線的讀數進行了整理，得到表1如下：
表1 LARK-1X CF4的誤差和分辨率
1.2 重復性
下面是36%vol CF4重復性的曲線，曲線中一個圓點代表1秒鐘：
1.3 高低溫性能
下面是將一只LARK-1X CF4 70%VOL放入溫箱所做的高低溫實驗的結果。實驗步驟如下：
1. 首先給傳感器上電，溫箱平衡在20℃，傳感器讀數穩定后，用純SF6標定零點；
2. 然后按照20℃ à 0℃ à -20℃à 0℃à 20℃à 40℃à 50℃à 40℃à 20℃的順序做一次溫度循環，各濃度點的讀數和誤差見下表。
通過上表我們可以得出結論，該傳感器的高低溫最大誤差僅為5.14%rel。
電力儀器儀表行業的朋友，如果您對此傳感器感興趣，可以來電或者加郭安波的微信垂詢。
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