利用气敏传感器检测SF6分解组分信息可评估GIS设备运行状态, 及早发现绝缘缺陷。金属掺杂的SnP3单层有着良好的吸附性能, 在气体检测领域具有应用前景。本文基于第一性原理计算并分析了Pd-SnP3单层吸附SO2、H2S、SOF2和SO2F2后体系的吸附能、态密度、能隙与解吸时间等参数, 探讨其用于气体传感器的可能性。结果表明: 在吸附性能方面, Pd-SnP3单层仅对SO2F2发生了化学吸附, 且结合态密度、差分电荷密度与转移电荷分析进一步验证了该材料对SO2F2的吸附效果明显优于SO2、H2S和SOF2; 在传感特性方面, 仅有SO2F2的吸附使体系的能隙发生了明显变化, 且该气体可在398 K及以上温度下从Pd-SnP3单层表面快速脱吸附。综合分析, Pd-SnP3单层对SO2F2具有高选择性和检测性。因此, Pd-SnP3单层具有成为检测SO2F2气敏材料的潜质。本研究为Pd-SnP3单层在气敏材料领域的应用提供理论基础。

本文基于第一性原理探讨了Ru掺杂的单层MoS2 (Ru-MoS2)的结构及其对SF6绝缘设备中的两种主要分解气体SO2F2和H2S的传感和吸附行为。Ru原子进入硫空位从而产生Ru-MoS2，结果表明，Ru-MoS2对SO2F2和H2S气体的吸附能(Ead)分别为-1.52和-2.11 eV，属于化学吸附。通过能带分析(BS)和态密度(DOS)分析进一步证明了两个体系的吸附性能，并阐述了Ru-MoS2用于电阻式气体传感器时的气体吸附传感机制。除此之外，本文在理论上探索了不同温度下Ru-MoS2解吸附SO2F2和H2S的恢复时间，在598 K温度下，SO2F2吸附体系的恢复时间为6.40 s，展示出该新型材料在高温下对气体的可恢复性。本文研究内容为Ru-MoS2检测SF6绝缘设备中的两种主要分解气体SO2F2和H2S提供理论基础，从而促进电力系统的稳定运行。

基于互相关法和Levenberg-Marquardt(LM)算法,提出了互相关-LM算法以拟合布里渊频谱的中心频率。此方法发挥互相关法无需给定初值且对噪声不敏感的优点,将其用来寻找迭代初值,得到精度较低结果作为初值输入LM算法中进行迭代,最终得出布里渊散射频谱的精确信息。同时提出了新的双峰布里渊谱的拟合方法和出现双峰时的布里渊峰值选择原则。此算法有效提高了拟合精度和拟合效率,使得单峰拟合误差在1 MHz以内,双峰拟合误差在2 MHz以内,拟合度达0.9988。为了检验其实用性,将其应用于变压器绕组变形检测。对改造过的外表面敷设光纤的绕组施加两处应变,互相关-LM算法能精确提取中心频率,解耦出应变信息,平行测试误差在3 MHz以内,拟合度可达0.9964,均方根误差约0.005,并能实现应变的精确定位,充分证明了此方法的优越性和实用性。