Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел Гиниатуллин Руслан Анатольевич

Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел
<
Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гиниатуллин Руслан Анатольевич. Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.13 / Гиниатуллин Руслан Анатольевич; [Место защиты: Казан. гос. энергет. ун-т].- Казань, 2009.- 141 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/834

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Назначение изоляционных масел. 20

1.1 Химический состав изоляционных масел. 20

1.2. Влияние электрического поля на старение изоляционного масла. 26

1.3. Параметры качества изоляционных масел .

1.4 Метод и прибор определения температуры вспышки трансформаторного масла.

1.5 Метод и прибор определения пробивного напряжения трансформаторного масла

1.6 Метод и прибор определения тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла

Выводы:

ГЛАВА 2 Диагностическая ценность показателей состояния силового трансформатора

2.1. Теоретические аспекты определения диагностической ценности показателей качества трансформаторных масел

2.2. Корреляционные зависимости показателей качества масла

2.3. Обработка и нахождение корреляции между параметрами масла по данным журналов производственных испытаний Приволжских электрических сетей и Казанских электрических сетей

2.4. Повреждения маслонаполненного оборудования.

2.4.1. Изоляции обмоток и их повреждения.

2.4.2. Переключающие устройства РПН, ПБВ и их повреждения.

2.5. Диагностическая ценность параметров трансформаторного масла

2.6 Теоретическая диагностическая ценность

2.7. Обобщение результатов практических и теоретических результатов

Выводы

ГЛАВА 3 Ошеделениетемпературьівспьіішшпо спектрам пропускания трансформаторного масла

3.1 Применение методов оптической спектроскопии в УФ- области для определения состояния трансформаторного масла

3.2 Спектральный прибор для исследования изоляционных 97 масел по спектрам пропускания .

3.3 Получение образцов масел с различным значением температуры вспышки (модель опыта). 100

3.4 Построение градуировочного уравнения, выражающего зависимость температуры вспышки изоляционного масла от коэффициентов пропускания масла. 102

3.5 Методика измерений и обработка экспериментальных

данных 105

Выводы 107

ГЛАВА 4 Определение пробивного напряжения и тангенса угла диэлектрических потерь по спектрам люминесценции трансформаторного масла 108

4.1. Люминесцентный анализ изоляционных масел. 108

4.2 Применение СДЛ-2 для люминесцентного анализа 109

4.3. Получение спектров люминесценции масла 113

4.4. Спектральный прибор для исследования изоляционных масел по спектрам люминесценции 117

Выводы 131

Заключение 132

Список литературы

Введение к работе

Актуальность работы. Изоляционные масла применяются в высоковольтном маслонаполненном электрооборудовании в качестве изолирующей и охлаждающей среды. В процессе эксплуатации маслонаполненного оборудования, масло подвергается воздействию высокой напряженности электромагнитного поля и нагревается до высокой температуры, а также соприкасается с химически активными металлами (медью, железом и т. д.). Это ускоряет старение жидкой изоляции, вызывает изменение ее химического состава, в результате чего ухудшаются электроизоляционные свойства масла и может произойти повреждение оборудования. Определение многих параметров качества изоляционного масла основано на химических методах, которые обладают рядом недостатков, а именно низкой скоростью получения результата, высокой трудоёмкостью и себестоимостью. В связи с этим возникает необходимость искать другие методы определения качества масла. Альтернативой химическим методам может служить спектральный метод исследования изоляционных масел. При этом точность результатов исследования сопоставима с точностью химических методов.

Объект исследования — изоляционные масла, используемые в качестве жидкой изоляции маслонаполненного электрооборудования.

Предмет исследования — приборы и методы диагностики изоляционных масел.

Цель исследования - разработка методов спектрального экспресс-анализа для определения таких параметров качества, как пробивного напряжения, тангенса угла диэлектрических потерь, температуры вспышки изоляционных масел.

Основные задачи исследования

  1. Обосновать возможность использования спектроскопии в видимой и УФ областях спектра для определения качества изоляционных масел.

  2. Разработать малогабаритный спектральный прибор для проведения экспресс-анализа изоляционных масел в диапазоне 350-460 нм.

  3. Исследовать спектры пропускания и спектры люминесценции образцов изоляционных масел с различными значениями температуры вспышки, пробивного напряжения, тангенса угла диэлектрических потерь.

4. Подобрать адекватный метод обработки полученных спектральных
данных.

5. Вывести уравнения, с помощью которых можно определить
температуру вспышки, пробивное напряжение, тангенс угла диэлектрических
потерь изоляционного масла по спектрам пропускания и спектрам
люминесценции масел.

Научная новизна работы:

- впервые проведено ранжирование параметров трансформаторного масла по частоте выявляемых дефектов и установлено, что для диагностики состояния трансформаторов на ранних стадиях зарождения дефектов достаточно проводить диагностику по четырем параметрам: влагосодержание, концентрация газов (метан, этан, этилен, ацетилен, водород, оксид и диоксид углерода), определяемая методом хроматографического анализа растворенных газов (ХАРГ), кислотное число, а четвертым параметром может быть либо

содержание механических примесей, либо температура вспышки, либо тангенс угла диэлектрических потерь, либо пробивное напряжение;

впервые установлена корреляционная зависимость между спектрами пропускания трансформаторного масла и величиной температуры вспышки трансформаторного масла;

впервые установлена корреляционная зависимость между спектрами люминесценции трансформаторного масла и значением тангенса угла диэлектрических потерь, а также между спектрами люминесценции трансформаторного масла и значением пробивного напряжения трансформаторного масла;

определены области длин волн, которые необходимо использовать при построении градуировочных уравнений для определения температуры вспышки, пробивного напряжения и тангенса угла диэлектрических потерь изоляционного масла: 1) по спектрам пропускания - в.области А.=370-430 нм; 2) по спектрам люминесценции - в области ^=350-460 нм.

Практическая ценность работы заключается в том, что

предложена модернизация малогабаритного спектрального прибора, работающего в видимой и УФ областях спектра, для определения температуры вспышки;

предложен малогабаритный спектральный прибор, работающий в видимой и УФ областях спектра, в котором для уменьшения рассеяния светового сигнала внутри полости прибора установлены светозаграждающие пластины, расположенные поперечно ходу оптического пути, что позволяет на порядок увеличить чувствительность прибора;

найдены градуировочные уравнения, с помощью которых можно определять температуру вспышки изоляционного масла по спектрам пропускания, пробивное напряжение и тангенс угла диэлектрических потерь по спектрам люминесценции масла;

- предложены оптические и электрические схемы спектральных приборов для получения спектров пропускания в области 370-430 нм и спектров люминесценции в области 460 нм;

- предложен экспресс-метод определения температуры вспышки,
пробивного напряжения, тангенса угла диэлектрических потерь изоляционных
масел.

На защиту выносятся:

  1. Положение о том, что для диагностики экспресс-методом состояния трансформатора достаточно четырех параметров, характеризующих свойства трансформаторного масла: влагосодержание, концентрация газов определяемая методом ХАРГ, кислотное число, а четвертым параметром может быть либо содержание механических примесей, либо температура вспышки, либо тангенс угла диэлектрических потерь, либо пробивное напряжение.

  2. Мегод определения температуры вспышки трансформаторного масла на основе корреляционной зависимости спектров пропускания и температуры вспышки.

  3. Метод определения пробивного напряжения и тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла на основе корреляционной зависимости спектров люминесценции и пробивного напряжения, а также зависимости спектров люминесценции и тангенса угла диэлектрических потерь.

4. Малогабаритный спектральный прибор, работающий в видимой и УФ областях спектра, в котором для уменьшения рассеяния светового сигнала внутри полости прибора установлены светозаграждающие пластины, расположенные поперечно ходу оптического пути, позволяющие на порядок увеличить чувствительность прибора.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

IV Республиканская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов (Казань, 2001); VIII аспиранско-магистерский научный семинар КГЭУ (Казань, 2004); Научная студенческая конференция, посвященная «Днео энергетика» (Казань, 2004); Первая Всероссийская молодежная научная конференция «Тинчуринские чтения», (Казань, 2006); IX аспиранско-магистерский семинар, посвященный «Дню энергетика» (Казань, 2006); Двенадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов (Москва, 2006); II молодежная международная научная конференция «Тинчуринские чтения» (Казань, 2007); Тринадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов (Москва, 2007); III молодежная международная научная конференция «Тинчуринские чтения» (Казань, 2008).

Публикации. Основное содержание работы отражено в б научных публикациях, включая 2 статьи в журнале, входящем в Перечень ВАК, 3 материала докладов на Всероссийских и Международных научных конференциях, 1 патент на полезную модель.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (102 наименования). Общий объем диссертации 140 страниц.

Параметры качества изоляционных масел

В свежих изоляционных маслах непредельные углеводороды (с активными двойными связями) практически отсутствуют. Их образование происходит только в процессе эксплуатации масел [4,5,21,22].

Присутствие ароматических углеводородов обнаружено во всех нефтях. В масляных фракциях отдельных нефтей количество ароматических углеводородов может сильно различаться [1,5]

Ароматические углеводороды являются составной частью масла. Полное или чрезмерное удаление ароматических углеводородов из масла в процессе очистки приводит к получению продуктов, легко окисляющихся кислородом воздуха, особенно в условиях повышенных температур, каталитического воздействия металлов, солнечного света и других факторов, с которыми масло встречается в эксплуатации. Вместе с тем недостаточно глубокая очистка масел и сохранение в них излишнего количества ароматики также недопустимы, так как они влекут за собой накопление в маслах в процессе эксплуатации осадков. Излишнее количество ароматических, особенно полициклических, углеводородов в маслах ухудшает диэлектрические свойства масел. Поэтому для каждого типа масел в зависимости от сырья и назначения существует свое оптимальное соотношение нафтеновых и ароматических углеводородов, что и достигается регулированием процесса очистки нефтяных фракций (дистиллятов и остатков) [5,15,22].

Содержание твердых углеводородов, т.е. углеводородов, выпадающих при охлаждении в виде кристаллов, в изоляционных маслах недопустимо. Такие твердые углеводороды, представляющие собой парафиновые, нафтеновые или ароматические углеводороды (главным образом парафиновые), резко повышают температуру застывания масел и делают невозможным использование их при относительно низких температурах. Для того чтобы избежать присутствия в изоляционных маслах твердых углеводородов, масла эти обычно получают из беспарафинового сырья [3,4,16,22].

В нефтяном сырье и в свежих изоляционных маслах непредельные углеводороды (с активными двойными связями) практически отсутствуют. Однако в процессе эксплуатации масел непредельные углеводороды в масле могут образовываться. Непредельные углеводороды в маслах следует рассматривать как компоненты нежелательные (кроме отдельных специальных случаев). Будучи химически неустойчивыми, они легко окисляются и полимеризуются и образуют в масле в процессе работы всевозможные осадки и отложения. Наличие непредельных углеводородов приводит также к быстрому осмоленню масла [1,4,5]. В число неуглеводородных компонентов изоляционного масла входят асфальто-смолистые вещества, серо- и азотосодержащие органические соединения, нафтеновые кислоты, эфиры, спирты и соединения, содержащие металл [5,17].

В процессе очистки трансформаторных дистиллятов из них обычно удаляется большая часть асфальто-смолистых веществ. Содержание последних в готовом изоляционном масле, как правило, не превышает 2,0-2,5%. Несмотря на такую сравнительно невысокую концентрацию, некоторые из соединений этого типа оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства изоляционных масел. Асфальто-смолистые соединения придают изоляционному маслу характерный цвет; некоторые из них обладают ингибирующим действием, другие наоборот, угнетают, пассивируют антиокислительные присадки; наконец смолы при окислении переходят в состав осадка [1,4,5].

Сернистые соединения содержатся во всех нефтях однако количество их варьирует от десятых долей процента до 20 % (по весу) и это оказывает существенное влияние на свойства нефтей и определяет особенности их переработки. Распределение серы по различным нефтяным фракциям имеет определенную закономерность: чем выше температура кипения фракции, тем больше содержание в ней серы, главная масса серы концентрируется в остатке [5,17] .Таким образом, основное количество серы сосредотачивается в высококипящих нефтяных фракциях. В подавляющем большинстве случаев можно наблюдать также прямую связь между содержанием серы в нефтяных фракциях и количеством находящихся в них ароматических углеводородов. С повышением температуры кипения нефтяных фракций меняется также и соотношение содержащихся в них отдельных групп сернистых соединений. Основными классами сернистых соединений нефти являются следующие: меркаптаны (тиолы), сульфиды (тиаалканы), дисульфиды (дитиаалканы), тиофены [1,4,5,16].

Количество азотосодержащих соединений в нефтях невелико (до 0,8%). Около половины азота в дистиллятных фракциях приходится на азотистые основания, представляющие производные пиридина и хинолина. Несмотря на относительно невысокое содержание азотистых соединений в нефтепродуктах, они играют весьма существенную роль в процессах окисления их. Так, гетероциклические азотистые соединения (типа пиридина и хинолина) являются катализаторами окисления и, следовательно, нежелательными компонентами изоляционных масел. Некоторые соединения, содержащие аминную группу наряду с фенольной, являются активными антиокислителями [4,5,19].

Корреляционные зависимости показателей качества масла

Из таблицы видно, что число измеряемых в процессе эксплуатации значений очень мало по сравнению с техническими возможностями измерения. Учитывая, что изношенность высоковольтных трансформаторов на сегодня составляет более 50%, а так же то, что выявление всех видов дефектов не удается обеспечить по техническим причинам, так и по экономическим причинам, возникает необходимость в поиске основных параметров по изменениям которых появляется возможность определения степени старения трансформаторного. Для решения этой задачи предлагается три метода: метод теоретической диагностической ценности, метод основанный на определении ценности диагностических параметров по корреляции между ними, метод основанный на показаниях статистических данных повреждаемости высоковольтного оборудования.

Рассмотрим определение диагностической ценности показателей качества трансформаторного масла - расчёт по корреляционным зависимостям параметров трансформаторного масла. Корреляция - это статистическая зависимость между случайными величинами, не имеющими строго функционального характера, при которой изменение одной из случайных величин приводит к изменению математического ожидания другой [52,56].

В статистике различаются следующие варианты зависимостей [52,56]: парная корреляция - связь между двумя признаками (результативным и факторным или двумя факторными); частная корреляция - зависимость между результативным и одним факторным признаками при фиксированном значении других факторных признаков; множественная корреляция - зависимость результативного и двух или более факторных признаков, включенных в исследование. Теснота связи количественно выражается величиной коэффициентов корреляции. Коэффициенты корреляции, представляя количественную характеристику тесноты связи между признаками, дают возможность определить «полезность» факторных признаков при построении уравнений множественной регрессии. Величина коэффициента корреляции служит также оценкой соответствия уравнения регрессии выявленным причинно-следственным связям. Корреляция между парой переменных (парная корреляция). Если имеется пара переменных, тогда корреляция между ними — это мера связи (зависимости) именно между этими переменными. Корреляция между парой переменных называется парной корреляцией. Коэффициент парной корреляции изменяется в пределах от -1 до +1 [52,56]. В зависимости от типа шкалы, в которой измерены переменные, используют различные виды коэффициентов корреляции.

Если исследуется зависимость между двумя переменными, измеренными в интервальной шкале, наиболее подходящим коэффициентом будет коэффициент корреляции Пирсона г (Pearson, 1896), называемый также линейной корреляцией, отражающей степень линейных связей между переменными.

Значение -1 означает полную отрицательную зависимость, значение +1 означает полную положительную зависимость, иными словами, между наблюдаемыми переменными имеется точная линейная зависимость с отрицательным или положительным коэффициентом.

Значение 0,00 интерпретируется как отсутствие корреляции.

Проведенная прямая, вокруг которой группируются значения переменных, называется прямой регрессии, или прямой, построенной методом наименьших квадратов. Метод основывается на том, что сумма квадратов расстояний (вычисленная по оси Y) от наблюдаемых точек до прямой действительно является минимальной из всех возможных [52,56].

Формально коэффициент корреляции гї2 Пирсона между переменными Yb Y2 вычисляется следующим образом: Ги = rCYi,Y2) = 1"l(Yli"YD2X(Y2t"Y,2) (2-5) Обработка и нахождение корреляции между параметрами масла по данным журналов производственных испытаний Приволжских электрических сетей и Казанских электрических сетей

На основании данных журналов СПИ и СПС с 1960 года по 2005 год [41] по многолетнему контролю состояния трансформаторного масла по казанскому району была сделана выборка данных и проведены исследования на корреляционную зависимость параметров.

При проведении расширенного контроля масла имеется ограничение по ряду показателей (техническая возможность, для определения некоторых показателей появилась сравнительно недавно, для определения других используются возможности сторонних организаций). Это ограничение не дает в полной мере использовать метод для исследований. Результаты исследований корреляции представлены в таблице 2.4, из которой можно сделать вывод, что устойчивой связью обладает зависимость тангенса угла диэлектрических потерь при 70 С от тангенса угла диэлектрических потерь при 90 С, на основании которого параметр характеризующий параметр тангенса угла диэлектрических потерь при 70 С можно исключить.

С точки зрения корреляции ценность показателей определяется корреляционными связями между параметрами. Здесь можно исключить любой из этих параметров, так как они имеют четкую корреляционную связь (в идеале, один параметр можно посчитать через другой). Таким образом с позиции корреляции происходит уменьшение числа контролируемых параметров. Что приводит к образованию определенного количества ценных параметров. Однако, для большей объективности и точности (достоверности) этого метода, как уже указывалось выше не хватает статистических данных.

Спектральный прибор для исследования изоляционных 97 масел по спектрам пропускания

Как было показано в главе 2, одним из важнейших диагностических параметров является температура вспышки трансформаторного масла. Существующая методика определения данного параметра была рассмотрена в главе 1. Основными недостатками существующих методов и приборов определения данного параметра являются трудоемкость, низкая точность, сложность использования в полевых условиях и как следствие высокая себестоимость. Альтернативой данному методу является метод оптической спектроскопии.

Для определения физико-химического состава масел большой интерес представляют спектры, снятые в УФ области спектра, которые обусловлены изменениями электронной конфигурации молекул. Эти спектры характерны для легких фракций углеводородов, поэтому имеется возможность классифицировать последние по степени конденсации их колец [62,63].

В работе [64] исследования многокомпонентных высокомолекулярных смесей (нефти и нефтепродуктов) проводились в УФ и видимой области спектра. Получены корреляционные зависимости между коэффициентами поглощения и такими физико-химическими свойствами органических веществ, как потенциал ионизации, сродство к электрону, температура кипения и плавления, температура вспышки и хрупкости и т.д.

Трансформаторные масла имеют способность поглощать в ближней УФ области. Чем меньше молекулы, тем в более коротковолновой области они поглощают. Известно, что величина параметра температура вспышки связана с количественным присутствием в масле лёгких фракций углеводородов, которые в свою очередь имеют хорошую способность поглощать электромагнитное излучение [65]. Поэтому значение температуры вспышки масла можно определять по спектрам пропускания трансформаторного масла с помощью малогабаритного спектрального прибора.

В работе [66] представлен разработанный малогабаритный прибор для определения кислотного числа масла и концентрации в нем присадки ионол. Прибор подключается к персональному компьютеру и позволяет проводить спектральный анализ масел. Данный прибор имеет чувствительность в диапазоне длин волн от 600 нм до 1100 нм. Оптическая схема малогабаритного спектрального прибора, представлена на рис. 3.1. Оптическая схема модернизированного малогабаритного спектрального прибора 7 1 - источник излучения; 2, 5 - линзы; 3 - кювета с исследуемым образцом; 4, 9 - поворотные зеркала; 6 - входная щель полихроматора; затвор; 8 - дифракционная решетка; 10 - фотоприемник

Принцип действия прибора заключается в следующем: свет от источника излучения 1 пройдя через собирающую линзу 2 попадает на кювету с исследуемым образцом масла 3. Далее через поворотное зеркало 4 частично поглощенный маслом свет проходя через входную щель полихроматора 6 отразившись от поворотного зеркала 9 попадает на дифракционную решетку 8. От дифракционной решетки 8 разложенный в спектр свет попадает на фотоприемник 10, и далее через преобразовательный блок оцифровыванный сигнал попадает в персональный компьютер. На рисунке 3.2 приведена спектральная чувствительность прибора. т 1,0 0,5 Рисунок 3.2 Спектральная чувствительность прибора где т — коэффициент пропускания прибора X — длина волны Для получения спектров пропускания и отражения в области длин волн 360-830 нм изоляционных масел была проведена модернизация описанного выше малогабаритного спектрального прибора [67]. После смены спектральной области (убран красный светофильтр и повёрнута дифракционная решётка) и градуировки по длинам волн необходимо было изменить спектр излучения лампы (повысить температуру для увеличения УФ).

Согласно закону Планка это можно сделать путем повышения температуры нити накала лампы. Однако наряду с увеличением температуры нити накала (лампа начинает светить в УФ области), она очень интенсивно светит и в красной области. Чтобы уменьшить излучение в красной области, была скорректирована спектральная характеристика прибора, с учетом его чувствительности, цветными светофильтрами (СЗС-23, СЗС-25, СС-9, НС-1). Располагая друг за другом несколько стеклянных светофильтров, был получен фильтр для всей видимой и ближней УФ части спектра рис 3.3.

Эти корректирующие светофильтры уменьшают интенсивность в красной области, оставляя УФ излучение. Чувствительность прибора с учетом использованных фильтров показано на рис 3.4, что позволяет использовать его и в области длин волн 350 - 500 нм.

Получение спектров люминесценции масла

В пластинах имеются сквозные отверстия вдоль всего оптического пути выполненных в виде окружностей разных диаметров: от источника излучения до дифракционной решетки №1, от дифракционной решетки №1 до кюветы с исследуемым образцом, от кюветы с исследуемым образцом до дифракционной решетки №2, от дифракционной решетки №2 до фотодиода. По мере приближения света вдоль оптического пути к дифракционным решеткам (их диаметр составляет 5 сантиметров) диаметр сквозных отверстий в пластинах увеличивается, пластины находящиеся у источника света, у кюветы для исследуемого образца, а также у фотоприемника имеют отверстия с соответствующим малым диаметром. Дифракционная решетка №1 необходима для выделения определенного диапазона спектра, излучаемого от лампы накаливания, вдоль последующего оптического пути. Дифракционная решетка крепится на основании прибора с помощью болта таким образом, что, поворачивая её на определенный угол относительно падающего света изменяется диапазон разложенного в спектр света падающего после решетки на кювету с маслом. Кювета для исследуемого образца представляет собой металлический цилиндр. С углублением (для заполнения маслом) с рабочей поверхности, который вставляется в специальное выполненное виде окружности отверстие. Дифракционная решетка №2 находящаяся на оптическом пути после кюветы, необходима для "вырезания" из спектров люминесценции необходимого для исследования диапазона. Конструктивно она выполнена и крепится также как и дифракционная решетка №1. На выходе из источника излучения свет модулируется с помощью модулятора выполненного из металлической пластины в виде окружности. По периферии модулятора расположены сквозные отверстия выполненные в виде окружностей, центры которых равноудалены от оси вращения модулятора. Через просверленные отверстия вращающегося модулятора свет попадает на дифракционную решетку №1. Модулятор крепится на валу двигателя постоянного тока ДПР-32-Ш-08. Напряжение питания 12 В, номинальная частота вращения 2500 об/мин, мощность 0,64 Вт. Двигатель вставляется в специальное цилиндрическое отверстие в корпусе двигателя. Корпус прибора выполнен из металлических пластин черного цвета, в качестве изолирующего материала в местах стыка пластин используется мягкая резина черного цвета.

После сборки малогабаритного спектрального прибора, были проведены исследовательские работы по уменьшению рассеивающегося света. Был проведен опыт по определению чувствительности прибора со вставленными в прибор пластинами для уменьшения рассеивающегося света и без них при различных величинах подаваемого напряжения на лампу. На первом этапе определялась чувствительность фотоэлемента в зависимости от подаваемого на лампу напряжения. Исследования проводились при различных значениях угла поворота дифракционных решеток, откалиброванных от оптического пути падающего и отраженного луча света. Учитывая, что люминесцентное свечение происходит на длинах волн сдвинутых в более длинноволновую часть, приблизительно на 100 нм, угол поворота второй дифракционной решетки (выбирающей диапазон подаваемый на фотоэлемент) выбирался от значения возбуждающей длины волны. Наибольшие значения выходного напряжения спектрометра (его чувствительность) были зафиксированы при подаче напряжения на лампу U=4 Вольт, U=5 Вольт. Ниже приведены таблицы со значениями выходного напряжения спектрометра (его чувствительности) в зависимости от угла поворота двух дифракционных решеток [96]. При подаваемом на лампу значении напряжения U=5 В

Из полученных данных видно, что наибольшая чувствительность наблюдается при подачи напряжения на лампу U=5 В при углах обеих дифракционных решеток 450 нм. Вторым этапом проводилось определение влияния потоков рассеяния. Для этого было проведен опыт измерения выходного напряжения спектрометра при наличии и отсутствии внутри полости малогабаритного спектрального прибора специальных пластин уменьшающих рассеяние внутри прибора, при подаваемом напряжении на лампу U=4 В и U=5 В. Для наилучшей чувствительности углы поворота дифракционных решеток выбирались одинаковыми. Результаты представлены в табличном виде

Похожие диссертации на Метод и аппаратура спектрального экспресс-анализа показателей качества изоляционных масел