Un sistema en línea de detección de SO₂ y CS₂ que combina la reconstrucción de doble espectro elíptico ponderado...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Eléctrica
• Química Analítica
• Espectroscopía

Sus antecedentes:

• El dióxido de azufre (SO2) y el disulfuro de carbono (CS2) son indicadores cruciales para evaluar la salud del aislamiento de la aparamenta eléctrica aislada por gas (GIS).
• El solapamiento espectral significativo entre SO2 y CS2 en la banda UV complica la cuantificación simultánea mediante espectroscopia óptica diferencial de absorción ultravioleta (UV-DOAS).

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método novedoso para cuantificar de forma precisa y simultánea las concentraciones de SO2 y CS2 en GIS.
• Abordar las limitaciones de las técnicas UV-DOAS existentes causadas por el solapamiento espectral y las bajas relaciones señal/ruido.

Principales métodos:

• Se propuso un método de reconstrucción de doble espectro elíptico ponderado (WEDSR) para mejorar y desacoplar las señales espectrales de SO2 y CS2.
• Se implementó un algoritmo sinérgico con ajuste ponderado y optimización iterativa para mejorar la precisión del ajuste de elipses y suprimir el ruido.
• Se desarrolló un modelo de red neuronal convolucional (CNN) para la detección cuantitativa de SO2 y CS2.

Principales resultados:

• El método WEDSR desacopló eficazmente las señales espectrales de SO2 y CS2.
• El modelo CNN logró una alta precisión en la detección cuantitativa, con bajos errores porcentuales absolutos medios (MAPEs) del 0,818% para SO2 y del 0,963% para CS2.
• Se alcanzaron bajos límites de detección de 7,71 ppb·m para SO2 y 0,35 ppb·m para CS2, lo que demuestra una supresión eficaz del ruido en concentraciones ultrabajas.

Conclusiones:

• El sistema desarrollado ofrece una solución altamente precisa y estable para la cuantificación simultánea de SO2 y CS2 en GIS.
• Esta técnica tiene un potencial significativo para la alerta temprana y el monitoreo de fallos durante la operación de GIS, mejorando la confiabilidad de la red.