专利名称：有机油中微量溶解气体在线检测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种有机油中微量溶解气体在线检测系统及方法，特别是涉及一种针对超高压三相一体变压器油或航空发动机润滑油的在运行过程中油中溶解气体含量及变化趋势进行在线监测和报警的高度集成的有机油中溶解气体在线检测系统和检测方法。
背景技术：
许多大型设备，如高压和超高压变压器、航空发动机润滑等，均采用有机油作为冷却、绝缘等作用。由于过热、放电，以及自身的烃类结构，这些有机油会不同程度地产生可燃气体，如H2、CO、C2H2等溶解于油中的气体。而且，这些气体的量和成分，直接反映了这些大型设备的健康状况，例如现在比较通行的变压器故障诊断大多基于其溶解气体分析 (Dissolved Gas Analysis,DGA)的数据，并采用著名的三比值法进行故障判断。以往油中微量溶解气体在线检测系统存在系统装置体积庞大、检测油中溶解气体种类少、油气平衡时间长、溶解气体分离效果欠佳、溶解气体检测精度不足等问题。目前普通的高分子脱气膜油气平衡时间长；传统色谱系统中各气体组分分离度小，导致存在02与CO气体难分离的问题；对于多组分气体的检测主要用的是热导式传感器、氢火焰离子化传感器、半导体传感器等。热导式传感器主要缺点是最低检测限太大，并且需要可燃的纯氢气作为载体，增加应用的危险性；氢火焰离子化传感器可检测的气体种类太少；半导体传感器反应时间长，并且容易出现拖尾。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种有机油中微量溶解气体在线检测系统及方法，该有机油中微量溶解气体在线检测系统及方法易于实施、不同组分气体分离度好，检测精度高。本发明的技术解决方案如下一种有机油中微量溶解气体在线检测系统，包括基于特氟隆PTFE快速脱气膜和油气分离室的油气分离单元、基于十二通阀和双色谱柱的气体检测单元以及控制单元；所述的气体检测单元包括载气单元、十二通阀、定量管、双色谱柱及微量可燃气体传感器；双色谱柱由第一色谱柱和第二色谱柱组成；在初始状态和回流状态下，十二通阀的第1接口接第二色谱柱的一端，第二色谱柱的另一端接十二通阀的第6接口，十二通阀的第2接口接微量可燃气体传感器的入口， 十二通阀的第3接口接十二通阀的第4接口，十二通阀的第5接口接第一色谱柱的一端，第一色谱柱的另一端接十二通阀的第7接口，十二通阀的第8接口和第11接口分别接定量管的两端，十二通阀的第9接口和第10接口均接到油气分离室中的微型气室，十二通阀的第 12接口作为载气入口 ；其中，十二通阀的第12接口和第1接口、十二通阀的第2接口和第3接口、十二通阀的第4接口和第5接口、十二通阀的第6接口和第7接口、十二通阀的第8接口和第9接口、十二通阀的第10接口和第11接口构成十二通阀的6组导通接口 ；在进样状态下，十二通阀的外围连接关系不变，控制单元控制十二通阀顺时针转动30度角度。所述的油气分离单元包括使用有机油进行润滑和绝缘的设备、有机油预处理装置、油气分离室和油路循环缓冲机构；有机油预处理装置包括三通阀和过滤网，第一三通阀连接使用有机油进行润滑和绝缘的设备的取油口和过滤网，第一三通阀的另一个接口作为备用检油口 ；油气分离室包括磁力油泵、微型气室、特氟隆PTFE快速脱气膜、气体真空泵及止回阀，过滤网的输出端经第一手动阀与磁力油泵相连，用于分离油和气的特氟隆PTFE快速脱气膜设置在微型气室内；微型气室指50mL容量的气室；油路循环缓冲机构包括缓冲池和第二三通阀；微型气室通过止回阀和第二手动阀接缓冲池的入口，第二三通阀的两个接口分别与缓冲池的出口以及使用有机油进行润滑和绝缘的设备的回油口连接，第二三通阀的另一个接口也作为备用检油口；气体真空泵通过电动阀与定量管相接。微量可燃气体传感器设置在受控于控制单元的工作炉中。一种有机油中微量溶解气体在线检测方法，采用前述的有机油中微量溶解气体在线检测系统，检测步骤如下步骤1 初始化步骤该步骤对应权利要求1中的初始状态，载气经十二通阀的引导，依次通入第二色谱柱、第一色谱柱和微量可燃气体传感器，除去气体检测单元中残留的杂质气体；同时，利用气体真空泵对定量管抽真空初始化；步骤2 进样及检测步骤十二通阀顺时针转动30°，H2、02、CO、CH4, C2H2, C2H6, C2H4气体进样，载气推动样气依次经过第一色谱柱和第二色谱柱流动，分子量小的气体H2、o2、CO先分离出来并到达微量可燃气体传感器，出现图谱；步骤3 回流及检测步骤当CO色谱峰已经出完而CH4、C2H2、C2H6、C2H4气体峰未出现时，十二通阀逆时针转动 30°，切换到回流工作状态，此时第二色谱柱倒向，未到达微量可燃气体传感器的气体C2H4、 C2H6, C2H2, CH4在载气的带动下依次经过第二色谱柱、第一色谱柱分离出来到达微量可燃气体传感器，依次出现C2H4、C2H6, C2H2, CH4气体的色谱峰，这样就实现了双色谱柱联用实现多组分气体分离和检测；ARM处理器通过A/D转换器实时采集微量可燃气体传感器工作时的输出数据，实现多种气体的实时检测。只有在初始状态和回流状态，定量管才通过十二通阀与微型气室联通。载气为N2,纯度为99. 99999%，载气流速控制在100mL/min。有益效果本发明的有机油中微量溶解气体在线检测系统及方法，能够快速达到油气分离平衡，通过工作模式的改变实现有机油中7种微量溶解气体的依次分离，且实现用单个微量可燃气体传感器进行7种微量溶解气体量的检测，并且通过高性能处理器对整个流程进行控制、状态检测，并结合上位机软件进行故障诊断。第一三通阀连接取油口，并提供一个备用检油口，供油的实验室色谱分析取油；过滤网过滤有机油中大颗粒固体杂质，如油泥、固体X蜡和金属颗粒等。微型磁力油泵在控制单元的控制下以适当速度将预处理后的有机油送入微型气室；气体真空泵对微型气室进行抽真空，使得待检测的油能够快速通过特氟隆PTFE脱气膜，大大缩短了系统脱气平衡周期；止回阀防止待检测的油倒流。所述油路循环缓冲部分包括缓冲池和连接设备本体回油口的三通阀，缓冲池与手动阀及三通阀连接，以保证高速油路循环不会对设备本体及脱气膜造成损害。定量管初始状态与微型气室连接，存储分离出的有机油中溶解气体；十二通阀可工作在进样模式和回流模式，与双色谱柱联用，实现多组分气体依次分离；微量可燃气体传感器是基于固体氧化物燃料电池制成的传感器，可同时检测7种分离的微量溶解气体。载气单元在控制单元的控制下，通过十二通阀工作模式的转变，以指定的流速推动定量管中有机油中的溶解气体进入色谱柱，利用双色谱柱依次分离出溶解气体，经过微量可燃气体传感器依次检测出溶解气体图谱。与现有油中溶解气体在线监测系统相比，本设计的独特之处在于，使用特氟隆 PTFE快速脱气膜，结构简单，安全，脱气速度快；采用双色谱柱联用的方式，简化了传统色谱仪的通道数；使用十二通阀配置双色谱柱分别工作在回流状态和进样状态，能够有效解决传统色谱系统中存在的O2与CO气体难分离的问题；采用微量可燃气体传感器(采用固体氧化物燃料电池技术制造的微量可燃气体检测传感器)能够同时检测有机油中的7种微量溶解气体，且检测精度高，不同组分气体分离度好，减少了系统中气体传感器的个数。集成了油气分离、气体分离检测单元和控制单元使得系统装置体积大大缩小，且增强了系统的稳定性，便于安装和维护。选用对有机油中溶解气体选择性好，油气平衡时间短的高分子脱气膜；设计微量混合溶解气体组分分离度适当，便于各组分气体分离的色谱系统；采用对多种可燃溶解气体选择性好，分析精度高的传感器，并将这些单元集成化，减小有机油中微量溶解气体在线检测系统的体积及重量，提高其工作性能和稳定性，必然成为应用的新趋势。首先，集成化的有机油中微量溶解气体在线检测系统其优点在于，选用油气平衡时间短的高分子脱气膜在油气分离上具有较高的实时性，可满足有机油的实时脱气，且具有洁净、安全和简单等优势。通过采用气体真空泵、微型磁力油泵和微型气室，减小油气分离单元体积，进一步增强膜的脱气效率和安全性，大大缩短了系统脱气平衡周期。其次，集成化的有机油中微量溶解气体在线检测系统采用先进的混合溶解气体分离设计，减少了系统耗材的成本，缩小了混合溶解气体分离模块的体积，提高了系统混合溶解气体分离的能力，克服了以往同类系统存在的谱峰相近气体α与co难分离的问题。并且可对依次分离出来的气体只用一只传感器进行多组分气体量的测量，减少了传感器的数量，缩小了气体检测单元的体积。还有，集成化的有机油中微量溶解气体在线检测系统可以充分发挥控制单元各个部分中央控制器的性能，底层子模块可以采用低速的处理器，而对油中微量溶解气体在线检测系统流程控制的上层模块可以采用高性能的处理器，完全发挥各自特长，合理分配资源，并采用先进的集成电路设计理念，极大的提高了集成化的有机油中微量溶解气体在线检测系统的性价比和灵活性。本集成发明的检测精度可以达到0. Ippm,高于现有同类技术所能达到的lppm。


图1为本集成发明的集成化有机油中微量溶解气体在线监测系统的构成框图；图2为图1的气体检测单元的3种工作状态，(图2a)为初始化状态，(图2b)为进样状态，(图2c)为回流状态；图3为图1的控制单元的构成框图；附图1中，右边远程控制模块实现了用户通过互联网对有机油中微量溶解气体的远程在线监测。油循环的方向由箭头指示，采用特氟隆PTFE快速脱气膜结合该油气分离装置，经验证，油气分离平衡稳定时间周期可缩短至1小时。附图2中，十二通阀具有初始化、进样状态和回流3个状态，初始化状态下(a)，通入载气可快速初始化色谱柱和微量可燃气体传感器，进样状态下(b)分子量小的非烃类气体先后通过第一色谱柱、第二色谱柱，并在第二色谱柱中被依次分离进入微量可燃气体传感器，回流状态下(c)第二色谱柱倒向，增加剩余气体在色谱柱中的分离时间，提高分离效果，烃类气体最终在第一色谱柱中被依次分离进入微量可燃气体传感器。(具体时间在后面的一次自动检测流程里已提到，初始化状态下，定量管抽真空Imin后，等IOs待系统稳定， 十二通阀正转30度，进样状态维持340s，切换到回流状态)附图3中，控制单元按处理器不同可分为ARM主控模块和MSP430辅助控制模块， 其功能分别是对有机油中气体在线监测系统流程进行控制，对色谱柱和微量可燃气体传感器工作环境温度进行控制，与上位机软件进行交互。标号说明1-12 十二通阀的12个端口编号；21-变压器，22-第一三通阀，23-过滤网，24-第一手动阀，25-磁力油泵，26-特氟隆PTFE快速脱气膜，28-定量管，29-减压阀， 30-第一电动阀，31-微量可燃气体传感器，32-第二色谱柱，33-第一色谱柱，34-第二电动阀，35-微型气室，36-真空泵，37-止回阀，38-第二手动阀，40-缓冲池，41-第二三通阀。
具体实施例方式以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明实施例1 1.系统组成参照附图1，本系统集成发明包括油气分离单元、气体检测单元、控制单元。所述油气分离单元包括有机油预处理、油气分离室部分、油路循环缓冲；所述气体检测单元包括载气单元、十二通阀进样模块、双色谱柱混合气体分离模块、微量可燃气体传感器模块；所述控制单元包括电机控制模块、温度控制模块、信号采集及数据处理模块、状态指示及故障处理模块、数据传输模块。所述油气分离室部分包括微型磁力油泵、微型气室、特氟隆PTFE快速脱气膜、止回阀及气体真空泵微型磁力油泵在控制单元的控制下以适当速度将预处理后的有机油送入微型气室；图1所示气体真空泵一端由电动阀控制与定量管连接，附近交叉的管路不联通，对微型气室进行抽真空，通过另一端将气体排到空气中，通过该泵，可使有机油能够快速通过特氟隆PTFE快速脱气膜，大大缩短了系统脱气平衡周期；止回阀防止有机油倒流。 所述油路循环缓冲部分包括缓冲池和连接设备本体(图1中为变压器本体，或使用有机油进行润滑和绝缘的设备)回油口的三通阀缓冲池与手动阀及三通阀连接，以保证高速油路循环不会对设备本体及脱气膜造成损害。所述气体检测单元包括载气单元、十二通阀、定量管、双色谱柱及微量可燃气体传感器载气单元提供高纯度队，其纯度为99. 99999%,以保证气体检测中不会混入干扰气体；定量管初始状态与油气分离室连接，存储分离出的有机油中微量溶解气体；十二通阀可工作在进样模式和回流模式，与双色谱柱联用，实现多组分气体依次分离；微量可燃气体传感器可同时检测7种分离的溶解气体。载气单元在控制单元的控制下，通过十二通阀工作模式的转变，以lOOmL/min的总流速推动定量管中有机油中微量溶解气体进入色谱柱， 利用双色谱柱依次分离出微量的溶解气体，经过微量可燃气体传感器依次检测出溶解气体图谱。所述微型磁力油泵用来对油回路进行强制循环，使油流速度控制在200mL/min 内，避免油流带电的发生。所述气体真空泵采用德国KNF气体真空泵，配合定量管，使得在气路侧形成负压， 进一步加快脱气速度。三通阀用来连接取油口与油路、回油口与油路，其阀体有三个口，一进两出(左进，右和下出)，当内部阀芯在下部时，左右相通，而当内部阀芯在上部时，右出口被堵住，左和下部通。本集成发明中三通阀采用精密加工双层密封措施，防止油外渗以及空气进入油路循环。载气选用高纯度N2，纯度达99. 99999 %，载气单元辅以净化干燥管、减压阀对载气纯度及流速进行严格控制，压强可为0. 5 0. 8MPa，载气总流速为lOOmL/min。采用SWAGEL0K不锈钢管道技术，保证不影响设备本体(如变压器、航空发动机) 的安全运行和油路与气路的安全运行。控制单元中电机控制模块采用电磁继电器(由ARM处理器的GPIO管脚高低电平进行控制)对系统中标气通断、标/样选择、油泵频率、气体真空泵、定量管输入/输出、 十二通阀电机进行控制，实现油中微量溶解气体的在线检测整体流程。控制单元中温度控制模块用来控制色谱柱箱及微量可燃气体传感器的工作炉的工作环境温度。微量可燃气体传感器在高温下才能正常工作，而工作炉为其提供稳定的工作环境温度。控制单元中的信号采集及数据处理模块，采用A/D技术和斜率检索法(1化)，结合数据滤波和色谱峰的基本特征，实现色谱的自动识别与分析，得到气体的种类和成分。控制单元的状态指示及故障处理模块用来指示系统工作流程中出现的各种错误并及时做出报警和处理。控制单元的数据传输模块利用RS485将计算结果上传至上位机在线监测系统软件，并时刻等待其命令。2.有机油中溶解气体在线监测自动流程
以一次有机油中微量溶解气体在线检测系统采样计划为例，假设系统在5:00开机。油气分离单元一天M小时一直保持运行状态。附图1所示取油口通过三通阀连接到油气分离单元，用过滤网将油中的固体颗粒杂质滤去，开启手动阀，采用微型磁力泵油泵强制进行油循环，使油流速度控制在200mL/min内，避免了油流带电的发生。同时通过使用定量管气室和德国KNF的真空气泵在气路侧形成负压，进一步加快了脱气的速度，使系统达到了1小时每次的脱气周期。第1步，系统初始化以系统在上午5:00自启动为例。系统首先进行初始化，包括动作十二通阀电机， 防止上次的误操作，ARM控制板程序及外围接口的初始化，检测色谱柱及微量可燃气体传感器工作温度是否正常并读取温控命令及设置；检测控制板，检测N2有无及其气体量是否足够，检测环境温湿度，检测微型磁力油泵的转动频率，该频率过高会导致特氟隆PTFE快速脱气膜受冲击过强而破裂。第2步，系统自动控制流程若初始化后用户手动进入控制台程序，则此时可以根据控制台的命令进行系统的手动控制流程。若初始化后用户没有采用手动方式进入控制台程序，则系统进入自动控制程序。自动流程如下①系统检测用户设定的自动流程开始时间，在等待定时达到时间段内，若接收到上位机在线监控软件命令则响应。定时时间达到后，先关闭数据接收中断，再次进行载气有无及其量是否足够、微型磁力油泵的转动频率是否正常等检验，其中任何一项检验出现问题，系统均会自动跳出自动流程。②气体检测单元初始化打开MVDC给控制板外围供电，利用减压阀和电动阀控制载气流速和通断，载气流向如图2(a)中箭头所示，载气经十二通阀的引导，依次通入第二色谱柱，第一色谱柱和微量可燃气体传感器，除去了气体检测单元中残留的杂质气体；同时，利用气体真空泵对定量管抽13mL真空初始化。③温控过程等待5min，待系统稳定后打开220VAC，设置微量可燃气体传感器及色谱柱工作环境温控并启动，温控过程为IOmin。若启动温控后控制台程序显示温控数据返回不正确，则对温控系统进行复位，若连续3次返回数据不正确，则系统报警并退出自动流程。④定量管抽真空气体真空泵再抽真空3mL，将样气导入定量管，这个阶段是抽真空，定量管一直是与气室连通的；⑤等待基线平稳气体检测单元预热30min，若ARM主控单元计算得到后5min内的油中气体色谱基线不正常，则保存报警信息，并从自动流程中退出。若后5min的基线正常，则抽真空Imin对系统初始化，等待平衡10s。⑥气体检测单元进样等待平衡IOs后，十二通阀电机正转Is(顺时针转动 30° )，进行H2, 02、CO、CH4, C2H2, C2H6, C2H4等7种气体进样，如附图2 (b)。载气以一定的流速推动样气依次经过第一色谱柱、第二色谱柱如(b)中箭头所示，分子量小的气体h2、o2、co 先分离出来并到达微量可燃气体传感器，出现图谱。⑦气体检测单元回流经过340秒，CO色谱峰已经出完而CH4、C2H2, C2H6, C2H4气体峰未出现时，十二通阀电机反转Is(逆时针转动30° )，切换到回流工作状态如图2(c)所示。此时第二色谱柱倒向，C2H4、C2H6, C2H2, CH4等未到达微量可燃气体传感器的气体在载气的带动下依次经过第二色谱柱、第一色谱柱分离出来到达微量可燃气体传感器，气体流向如图2(c)所示，依次出现C2H4、C2H6、C2H2、CH4气体的色谱峰，这样就实现了双色谱柱联用实现多组分气体分离。进样状态持续340s，回流状态持续2%iin20S，共30min。这个过程中 A/D 一直采集微量可燃气体传感器数据并保存到ARM的Flash中供上位机在线监控软件调用。(色谱柱是用于分离混合气体的，且已经用99.99999%的队初始化，基本保证了不存在除油中溶解气体之外的其他气体)⑧系统关闭气体检测完毕后，先关闭220VAC，等待30min让系统降温，然后关闭 MVDC并复位温控系统；最后再次抽13mL真空对系统初始化，打开RS485中断，等待响应上位机在线监控软件命令。整个自动流程所需时间约为2小时。
权利要求
1.一种有机油中微量溶解气体在线检测系统，其特征在于，包括基于特氟隆PTFE快速脱气膜和油气分离室的油气分离单元、基于十二通阀和双色谱柱的气体检测单元以及控制单元；所述的气体检测单元包括载气单元、十二通阀、定量管、双色谱柱及微量可燃气体传感器；双色谱柱由第一色谱柱和第二色谱柱组成；在初始状态和回流状态下，十二通阀的第1接口接第二色谱柱的一端，第二色谱柱的另一端接十二通阀的第6接口，十二通阀的第2接口接微量可燃气体传感器的入口，十二通阀的第3接口接十二通阀的第4接口，十二通阀的第5接口接第一色谱柱的一端，第一色谱柱的另一端接十二通阀的第7接口，十二通阀的第8接口和第11接口分别接定量管的两端，十二通阀的第9接口和第10接口均接到油气分离室中的微型气室，十二通阀的第12接口作为载气入口；其中，十二通阀的第12接口和第1接口、十二通阀的第2接口和第3接口、十二通阀的第4接口和第5接口、十二通阀的第6接口和第7接口、十二通阀的第8接口和第9接口、 十二通阀的第10接口和第11接口构成十二通阀的6组导通接口 ；在进样状态下，十二通阀的外围连接关系不变，控制单元控制十二通阀顺时针转动30 度角度。
2.根据权利要求1所述的有机油中微量溶解气体在线检测系统，其特征在于，所述的油气分离单元包括使用有机油进行润滑和绝缘的设备、有机油预处理装置、油气分离室和油路循环缓冲机构；有机油预处理装置包括三通阀和过滤网，第一三通阀连接使用有机油进行润滑和绝缘的设备的取油口和过滤网，第一三通阀的另一个接口作为备用检油口 ；油气分离室包括磁力油泵、微型气室、特氟隆PTFE快速脱气膜、气体真空泵及止回阀， 过滤网的输出端经第一手动阀与磁力油泵相连，用于分离油和气的特氟隆PTFE快速脱气膜设置在微型气室内；油路循环缓冲机构包括缓冲池和第二三通阀；微型气室通过止回阀和第二手动阀接缓冲池的入口，第二三通阀的两个接口分别与缓冲池的出口以及使用有机油进行润滑和绝缘的设备的回油口连接，第二三通阀的另一个接口也作为备用检油口；气体真空泵通过电动阀与定量管相接。
3.根据权利要求1或2所述的有机油中微量溶解气体在线检测系统，其特征在于，微量可燃气体传感器设置在受控于控制单元的工作炉中。
4.一种有机油中微量溶解气体在线检测方法，其特征在于，采用权利要求1所述的有机油中微量溶解气体在线检测系统，检测步骤如下步骤1 初始化步骤该步骤对应权利要求1中的初始状态，载气经十二通阀的引导，依次通入第二色谱柱、 第一色谱柱和微量可燃气体传感器，除去气体检测单元中残留的杂质气体；同时，利用气体真空泵对定量管抽真空初始化；步骤2 进样及检测步骤十二通阀顺时针转动30°，H2、02、CO、CH4, C2H2^C2H6, C2H4气体进样，载气推动样气依次经过第一色谱柱和第二色谱柱流动，分子量小的气体H2、o2、CO先分离出来并到达微量可燃气体传感器，出现图谱；步骤3:回流及检测步骤当CO色谱峰已经出完而CH4、C2H2, C2H6, C2H4气体峰未出现时，十二通阀逆时针转动 30°，切换到回流工作状态，此时第二色谱柱倒向，未到达微量可燃气体传感器的气体C2H4、 C2H6, C2H2, CH4在载气的带动下依次经过第二色谱柱、第一色谱柱分离出来到达微量可燃气体传感器，依次出现C2H4、C2H6, C2H2, CH4气体的色谱峰，这样就实现了双色谱柱联用实现多组分气体分离和检测；ARM处理器通过A/D转换器实时采集微量可燃气体传感器工作时的输出数据，实现多种气体的实时检测。
5.根据权利要求4所述的有机油中微量溶解气体在线检测方法，其特征在于，载气为 N2,纯度为99. 99999%，载气流速控制在100mL/min。
全文摘要
本发明公开了一种有机油中微量溶解气体在线检测系统及方法，使用油气平衡时间短的高分子脱气膜，结构简单，而且脱气速度快；采用双色谱柱联用的方式分离油中微量溶解气体，简化了传统色谱仪的通道数；使用独创的十二通阀结构，配置双色谱柱，使系统分别交替工作在回流和进样两种状态中，能够有效解决传统色谱系统中存在的O2与CO气体难分离的问题；采用固体氧化物燃料电池技术制造的微量可燃气体检测传感器能够同时检测有机油中的7种溶解气体，且检测精度高，不同组分气体分离度好，减少了系统中气体传感器的个数。本发明集成了油气分离、气体分离检测单元和控制单元，使得系统装置体积大大缩小，且增强了系统的稳定性，便于安装和维护。
文档编号G01N30/02GK102353724SQ20111013892
公开日2012年2月15日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者丁家峰, 华长春, 王会海, 胡志坤, 谢嘉祥 申请人:中南大学