1.一种CF 4 气体浓度检测方法,其特征在于,包括:获取穿过待测CF 4 气体前的红外光测量入射信号和红外光参比入射信号、以及穿过所述待测CF 4 气体后的红外光测量信号和红外光参比信号;根据所述红外光测量入射信号、所述红外光参比入射信号、所述红外光测量信号、所述红外光参比信号的光强值确定所述待测CF 4 气体的吸收率;根据拟合多个时间点的吸收率反演得到相应时间点的CF 4 气体浓度,作为所述待测CF 4 气体的时间序列浓度信息;利用预先构建的多变量灰色模型对所述时间序列浓度信息进行预测分析,得到所述待测CF 4 气体在未来预设时间段的浓度信息;其中,所述多变量灰色模型的构建过程包括:利用自适应变异粒子群优化算法计算初始多变量灰色模型的最优背景值系数,所述初始多变量灰色模型为:若存在所述最优背景值系数,且满足 则将所述初始多变量灰色模型作为所述多变量灰色模型;式中, 为时间响应函数, 为时间响应函数的还原式,N为变量总数,ξ为背景值系数,k=2,3,…,m,m为所述时间序列浓度信息的数据总个数,p为最小二乘法估计得到的参数列,a、b、c、d为设定参数,S为参数修正矩阵。
2.根据权利要求1所述的CF 4 气体浓度检测方法,其特征在于,所述根据所述红外光测量入射信号、所述红外光参比入射信号、所述红外光测量信号、所述红外光参比信号的光强值确定所述待测CF 4 气体的吸收率包括:利用气体吸收度计算关系式计算所述待测CF 4 气体的吸收率,所述气体吸收度计算公式为:A=1-(SA c m /SB c ref )/(SA 0 m /SB 0 ref ),且SA 0 m /SB 0 ref =0.807;式中,A为所述待测CF 4 气体的吸收率,SA c m 为红外探测器输出的红外光测量信号的光强值,SB c ref 为所述红外探测器输出的红外光参比信号的光强值,SA 0 m 为所述红外光测量入射信号,SB 0 ref 为所述红外光参比入射信号。
3.根据权利要求2所述的CF 4 气体浓度检测方法,其特征在于,所述根据拟合多个时间点的吸收率反演得到相应时间点的CF 4 气体浓度,作为所述待测CF 4 气体的时间序列浓度信息为:基于气体浓度-吸收度映射计算关系式,根据拟合多个时间点的吸收率反演得到相应时间点的CF 4 气体浓度,作为所述待测CF 4 气体的时间序列浓度信息,所述气体浓度-吸收度映射计算关系式为:A=σcL;式中,A为所述待测CF 4 气体的吸收率,c为所述待测CF 4 气体的浓度值,L为入射点到出射点的光路距离值,σ为吸收截面面积值。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的CF 4 气体浓度检测方法,其特征在于,所述根据拟合多个时间点的吸收率反演得到相应时间点的CF 4 气体浓度,作为所述待测CF 4 气体的时间序列浓度信息包括:若所述待测CF 4 气体在当前时间点的浓度值在第一预设浓度范围,则利用多个时间点的吸收率基于第一拟合计算关系式反演得到相应时间序列的浓度信息;若所述待测CF 4 气体在当前时间点的浓度值在第二预设浓度范围,则利用多个时间点的吸收率基于第二拟合计算关系式反演得到相应时间序列的浓度信息;其中,所述第一拟合计算关系式为f 1 (c)=3.49*10 -4 c+0.0045;所述第二拟合计算关系式为f 2 (c)=-0.12*exp(-c/233.25)+0.12;f 1 (c)为所述待测CF 4 气体在当前时间点的吸收率,f 2 (c)为所述待测CF 4 气体在当前时间点的吸收率,c为相应时间点的浓度值。
5.根据权利要求4所述的CF 4 气体浓度检测方法,其特征在于,所述第一预设浓度范围为(0,1/q ppm),所述第二预设浓度范围为(1/q ppm,q ppm),q为最大测量量程。
6.一种CF 4 气体浓度检测装置,其特征在于,包括:信息获取模块,用于获取穿过待测CF 4 气体前的红外光测量入射信号和红外光参比入射信号、以及穿过所述待测CF 4 气体后的红外光测量信号和红外光参比信号;吸收率计算模块,用于根据所述红外光测量入射信号、所述红外光参比入射信号、所述红外光测量信号、所述红外光参比信号的光强值确定所述待测CF 4 气体的吸收率;拟合模块,用于根据拟合多个时间点的吸收率反演得到相应时间点的CF 4 气体浓度,作为所述待测CF 4 气体的时间序列浓度信息;浓度信息计算模块,用于利用预先构建的多变量灰色模型对所述时间序列浓度信息进行预测分析,得到所述待测CF 4 气体在未来预设时间段的浓度信息;所述浓度信息计算模块还可用于构建所述多变量灰色模型,包括:利用自适应变异粒子群优化算法计算初始多变量灰色模型的最优背景值系数,所述初始多变量灰色模型为:若存在所述最优背景值系数,且满足 则将所述初始多变量灰色模型作为所述多变量灰色模型;式中, 为时间响应函数, 为时间响应函数的还原式,N为变量总数,ξ为背景值系数,k=2,3,…,m,m为所述时间序列浓度信息的数据总个数,p为最小二乘法估计得到的参数列,a、b、c、d为设定参数,S为参数修正矩阵。
7.一种CF 4 气体浓度检测设备,其特征在于,包括浓度计算器、位于同一光轴的红外光源模块、光学吸收气室及红外探测器;其中,所述红外光源模块出射预设频率的红外光信号至所述光学吸收气室的第一窗口,所述红外探测器从与所述第一窗口相对的第二窗口处采集出射的红外光信号;所述红外探测器为利用中心波长不同的滤波片形成具有参比通道和测量通道的双通道探测器;所述浓度计算器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述CF 4 气体浓度检测方法的步骤。
8.一种CF 4 气体浓度检测准确度验证系统,其特征在于,包括如权利要求7所述的CF 4 气体浓度检测设备、多组分动态配气装置、气体回收装置、高低温湿热交变恒温箱和高压组合电器真型模拟装置;其中,所述多组分动态配气装置用于按照预设体积分数比例自动配置CF 4 气体和SF 6 气体并输出至所述高压组合电器真型模拟装置中或所述CF 4 气体浓度检测设备的光学吸收气室;所述高低温湿热交变恒温箱用于作为CF 4 气体浓度检测准确度验证实验环境;所述气体回收装置用于回收所述高低温湿热交变恒温箱中的剩余气体;所述高压组合电器真型模拟装置用于提供高压组合电器局部放电的模拟实验环境。
9.根据权利要求8所述的CF 4 气体浓度检测准确度验证系统,其特征在于,所述高压组合电器真型模拟装置包括升压变压器、隔离开关、高压套管、多个盆式绝缘子、高频传感器及多个放电模型;其中,所述升压变压器和第一盆式绝缘子构成耦合电容气室,第二盆式绝缘子和管道一端构成升压试变气室,所述第二盆式绝缘子、所述隔离开关、第三盆式绝缘子构成隔离开关气室,所述第三盆式绝缘子、多个放电模型及第四盆式绝缘子构成缺陷模型气室,所述第四盆式绝缘子、所述高压套管及管道另一端构成套管引出气室;所述高频传感器设置在所述缺陷模型气室的管道上;放电模型为以下任意一项或任意组合:悬浮电极放电模型、气泡放电模型、金属颗粒放电模型、尖端放电模型。