SF6純度傳感器測量原理

六氟化硫（SF6, Sulfur Hexafluoride）是一種無色、無臭、無毒、不燃的穩定氣體，化學式SF?。它的分子量為146.07，在20℃和0.1 MPa時密度為6.1kg/m3，約為空氣密度的5倍。六氟化硫在常溫常壓下為氣態。

六氟化硫SF6是強電負性氣體，它的分子極易吸附自由電子而形成質量大的負離子，削弱氣體中碰撞電離過程，因此其電氣絕緣強度很高，在均勻電場中約為空氣絕緣強度的2.5倍。SF6氣體在t≈2000K時出現熱分解高峰，因此在交流電弧電流過零時，SF6對弧道的冷卻作用比空氣強得多，其滅弧能力約為空氣的100倍。由于SF6氣體具有優良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學穩定性，它從20世紀50年代末開始被用作高壓斷路器的滅弧介質。在超高壓和特高壓斷路器中，SF6作為滅弧介質，已取代油，并已大量取代了壓縮空氣。

二、SF6純度傳感器測量原理

在高壓開關中，需要測試SF6純度，保證SF6氣體絕緣性。SF6純度一般在90%~100%Vol.。目前SF6純度傳感器測量方法主要有熱導式和非分散紅外（NDIR）方法。其中熱導式SF6純度傳感器測量原理是*準確、*可靠的方法。

1、熱導式SF6純度傳感器測量原理

熱導式SF6純度傳感器測量是*經典的方式，近些年來由于非分散紅外（NDIR）技術的進步，熱導式方式測量SF6氣體濃度一度受到冷落和遺忘。但后來工程師發現非分散紅外（NDIR）方法測量六氟化硫純度有很大的缺陷，他們也逐步回到*經典的熱導率的方法上。

根據被測SF6氣體和背景氣體的熱導率數不同來計算其中SF6氣體組份的含量。當敏感元件吸附被測氣體時，熱導率發生變化，通過調理電路將熱導系數變化轉為電壓變化，據此可檢測氣體中濃度或含量。利用各種氣體不同的熱導系數，即具有不同的熱傳導速率來進行測量的。當被測氣體FS6以恒定的流速流入六氟化硫純度傳感器時，熱導池內的鉑熱電阻絲的阻值會因被測氣體SF6的濃度變化而變化，運用惠斯頓電橋將阻值信號轉換成電信號，通過電路處理將信號放大、溫度補償、線性化，使其成為六氟化硫濃度測量值。

熱導式SF6純度傳感器具有精度高，重復好和波動性小受到市場應用廣泛歡迎，目前也重新贏得工程師的信賴。

2、非分散紅外（NDIR）SF6純度傳感器測量原理

SF6純度傳感器是一種基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強度關系（朗伯-比爾Lambert-Beer定律）鑒別）鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。SF6氣體分子在10.55微米附近有很強的吸收，因此紅外六氟化硫傳感器采用此波長來測量其濃度。

由于黑體光源、熱釋電探測器和濾光片的技術發展，非分散紅外（NDIR）原理六氟化硫純度傳感器，因為新技術和低功耗一度受到追捧。應用工程師后來發現由于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，在此范圍內傳感器讀數波動大，可達+/-1%;重復性差，無法滿足SF6氣體純度測試。近些年來，應用工程師也回歸到用*經典的熱導式方法來測試SF6氣體純度。

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