电力变压器绝缘油在热和电的作用下将分解出氢气、一氧化碳、二氧化碳、以及多种小分子烃类气体，设备内部故障的类型及严重程度与这些气体分子的组成及产气速率有着密切关系。传统变压器油中溶解气体监测技术存在色谱柱易污染、电磁兼容性差、检测灵敏度与精度低的问题，不利于实际应用。光学方法绝缘好、响应快、抗干扰能力强，是近年的研究热点。然而传统光学检测气池结构复杂、价格昂贵，不利于现场应用。因此，减小光学检测气池体积、降低气池成本对变压器油中溶解气体的在线监测至关重要。

针对这一问题，李成榕教授课题组提出利用空心光子晶体光纤（HC-PCF）进行气体检测。本研究提出了基于聚焦离子束技术（FIB）的HC-PCF表面气体微通道加工制备，实现了气体快速引入空心光子晶体光纤，气体扩散饱和时间缩短了93.8%。克服了HC-PCF光传输模式不同于传统单模光纤（SMF）的问题，掌握了HC-PCF与SMF低损耗光场连接方法，光场损耗减小了31.4%。为提高痕量气体检测的可靠性，提出了高信噪比光纤环腔衰减振荡（FLRDS）检测光路电路拓扑，结合双波长法与信号放大技术，形成了高精度、长期稳定的烃类气体ppm量级监测方法。本研究成果具有抗电磁干扰、低检测下限、高精度、高可靠性等优点，在油中气体在线监测中有广泛的应用前景。

基于空心光子晶体光纤的光纤环形腔衰荡检测系统

8月12日，该研究成果以“基于空心光子晶体光纤环形腔衰荡光谱法的变压器油中乙炔检测（Transformer Oil-dissolved Acetylene Detection with Photonic Crystal Fiber Loop Ringdown Spectroscopy）”为题发表在国际化学领域权威期刊《传感器和执行器 B：化学》（Sensors and Actuators B: Chemical）上。该论文第一作者为华北电力大学电气与电子工程学院博士生王渊，通讯作者是华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室马国明教授。

该研究工作得到了国家自然科学基金，中国科协青年人才托举工程，霍英东教育基金会，北京市自然科学基金，中央高校基本科研业务费专项资金，新能源电力系统国家重点实验室开放课题等项目的资助，南京航空航天大学的江军副教授、清华大学的周宏扬博士、普林斯顿大学的阎超博士也参与了部分工作。