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Multigas Analysis by Cavity-Enhanced Raman Spectroscopy for Power Transformer Diagnosis.
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00179 Pinyi Wang 1 , Weigen Chen 1 , Jianxin Wang 1 , Jun Tang 2 , Yongli Shi 3 , Fu Wan 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00179 Pinyi Wang 1 , Weigen Chen 1 , Jianxin Wang 1 , Jun Tang 2 , Yongli Shi 3 , Fu Wan 1
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We demonstrate the utility of cavity-enhanced Raman spectroscopy (CERS) as a unique multigas analysis tool for power transformer diagnosis. For this purpose, improvements have been added to our recently introduced CERS apparatus. Based on optical feedback frequency-locking, laser radiation is coupled into a high-finesse optical cavity, thus resulting in huge intracavity laser power. With 20 s exposure time, ppm-level gas sensing at 1 bar total pressure is achieved, including carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), hydrogen (H2), methane (CH4), ethane (C2H6), ethylene (C2H4), acetylene (C2H2), nitrogen (N2), and oxygen (O2). By using the internal standard gas (sulfur hexafluoride, SF6), the quantification of multigas with high accuracy is also realized, which is confirmed by the measurement of calibration gases. For fault diagnosis, transformer oil is sampled from a 110 kV power transformer in service. Dissolved gases are extracted and analyzed by the CERS apparatus. Then the transformer is diagnosed according to the measurement results. CERS has the ability to analyze multigas with high selectivity, sensitivity, and accuracy, it has great potential in gas sensing fields.
中文翻译：
通过腔增强拉曼光谱进行多气体分析，以进行电力变压器诊断。
我们演示了腔增强拉曼光谱（CERS）作为用于变压器诊断的独特多气体分析工具的实用性。为此，已经对我们最近推出的CERS设备进行了改进。基于光反馈锁频，激光辐射被耦合到高精细的光学腔中，从而产生了巨大的腔内激光功率。暴露时间为20 s，在1 bar的总压力下可实现ppm级气体检测，包括二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），氢气（H2），甲烷（CH4），乙烷（C2H6），乙烯（C2H4 ），乙炔（C2H2），氮气（N2）和氧气（O2）。通过使用内标气体（六氟化硫，SF6），还可以实现高精度的多气体定量，这通过测量校准气体得到了证实。对于故障诊断，变压器油是从使用中的110 kV电力变压器中取样的。通过CERS设备提取和分析溶解的气体。然后根据测量结果对变压器进行诊断。CERS具有分析高选择性，高灵敏度和高准确度的多种气体的能力，在气体传感领域具有巨大的潜力。
更新日期：2020-04-23
中文翻译：
通过腔增强拉曼光谱进行多气体分析，以进行电力变压器诊断。
我们演示了腔增强拉曼光谱（CERS）作为用于变压器诊断的独特多气体分析工具的实用性。为此，已经对我们最近推出的CERS设备进行了改进。基于光反馈锁频，激光辐射被耦合到高精细的光学腔中，从而产生了巨大的腔内激光功率。暴露时间为20 s，在1 bar的总压力下可实现ppm级气体检测，包括二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），氢气（H2），甲烷（CH4），乙烷（C2H6），乙烯（C2H4 ），乙炔（C2H2），氮气（N2）和氧气（O2）。通过使用内标气体（六氟化硫，SF6），还可以实现高精度的多气体定量，这通过测量校准气体得到了证实。对于故障诊断，变压器油是从使用中的110 kV电力变压器中取样的。通过CERS设备提取和分析溶解的气体。然后根据测量结果对变压器进行诊断。CERS具有分析高选择性，高灵敏度和高准确度的多种气体的能力，在气体传感领域具有巨大的潜力。
京公网安备 11010802027423号