一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测装置的制作方法

本发明涉及一种油中溶解乙炔气体现场快速检测装置，特别是一种适用于各电压等级充油电气设备现场检测油中溶解乙炔气体含量的专用快速检测装置。

背景技术：

近年来，通过在运行中检测油中溶解气体含量判断充油电气设备内部故障性质，已经成为保证充油电气设备运行安全的重要手段，而检测油中溶解乙炔气体含量则是判断充油电气设备有无严重放电性故障的重要技术指标。

常规进行油中溶解乙炔气体含量检测的方法主要是实验室气相色谱检测法，即由作业人员在现场将被测充油电气设备油样采集后，将油样送至油气实验室，再经样品处理、振荡脱气、平衡气转移、气样注入色谱仪等复杂环节后，方能得到充油电气设备油中溶解乙炔气体的含量，从而判断充油设备的故障性质。按以上做法取得的油中溶解乙炔气体含量数据准确可靠，但每个油样从运输到完成整个试验操作流程，通常需要耗费五至六个小时才能得到检测结果。一旦充油电气设备因突发故障跳闸，现场需要快速分析判断故障性质时，该方法就因用时过长而无法满足现场即时判断的需要。

因此，需要研制一种能够满足充油电气设备突发故障现场快速检测判断的油中溶解乙炔气体现场快速检测装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测装置。

本发明采用以下技术方案：一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测装置，其包括控制器、试油脱气装置、微型加压气泵、气体检测模块及电源；所述微型加压气泵的输出端通过第一气路与试油脱气装置的进气口连接；所述试油脱气装置的出气口通过第二气路与气体检测模块的进气口连接；所述第一气路上安装有一压力表；所述第二气路上安装有稳压阀、稳流阀、电子流量计、控制电磁阀；所述气体检测模块的出气口上设置有一单向阀；所述控制器分别与压力表稳压阀、稳流阀、电子流量计、控制电磁阀、单向阀电性连接；所述控制器与电源连接。

在本发明一实施例中，试油脱气装置包括一壳体，壳体内部设置有一脱气平衡油室；脱气平衡油室中上部设置有一油气分离滤网；在油气分离滤网下方的脱气平衡油室内底部中心装有一搅拌器，底部内壁上对角装有四支微型陶瓷加热器，在脱气平衡油室底部一侧有一排油口及温控器感温探头；所述搅拌器与搅拌电动机连接；所述脱气平衡油室顶部开设有注油口；所述脱气平衡油室一侧面上部开设有进气口；与进气口相对的另一侧上部侧面开设有出气口；所述进气口上设置有进气控制电磁阀；所述出气口上设置有出气控制电磁阀；所述排油口上设置有排油控制电磁阀。

在本发明一实施例中，所述注油口为旋塞式注油口；所述旋塞式注油口下方连有一小段金属延长管，用于被测油样注入到油气分离滤网的下方。

在本发明一实施例中，所述油气分离滤网为细密的玻璃纤维丝网，用于分隔油气界面。

在本发明一实施例中，所述气体检测模块包括检测电磁阀、乙炔检测管及检测管固定架；所述乙炔检测管进气口设置有检测电磁阀；所述检测管固定架为一表面有检测管固定槽，两端各有一检测管连接固定头的不锈钢框。

在本发明一实施例中，所述控制器包括排油冲洗控制继电器、第一定时控制继电器、气路控制继电器、加热温控器、搅拌器控制继电器、第二定时控制继电器、流量计、进气控制电磁阀、出气控制电磁阀及电源整流电路；排油冲洗控制继电器线圈2j一端接电源正极，另一端接第一定时控制继电器线圈sj1一端；第一定时控制继电器线圈sj1另一端接气路控制继电器线圈1j一端；气路控制继电器线圈1j另一端接电源负极；加热器温控器线圈q一端接电源正极，另一端接搅拌电机控制继电器线圈3j一端；搅拌器控制继电器线圈3j另一端接第二定时继电器线圈sj2一端；第二定时继电器线圈sj2另一端接电源负极；流量计线圈一端接电源正极，另一端接电源负极；气路控制继电器线圈第一常开触点1j1一端接电源正极，另一端接电源负极；气路控制继电器线圈第一常闭触点1j4与气路控制继电器线圈第一常开触点1j1并联；排油冲洗控制继电器第一常开触点2j1一端接电源正极，另一端接电源负极；排油冲洗控制继电器第二常开触点2j2与排油冲洗控制继电器第一常开触点2j1并联；搅拌器控制继电器第一常闭触点3j1一端接电源正极，另一端接第二定时继电器第一常闭触点一端sj21一端；第二定时继电器第一常闭触点一端sj21另一端接电源负极；加热温控器温控信号接点一端接电源正极，另一端接搅拌器控制继电器第二常闭触点3j2一端；搅拌器控制继电器第二常闭触点3j2另一端接电源负极；整流电路一输出接电流正极，另一输出接电源负极；外接电源经流量计第一常闭触点lj1接正电路输入。

在本发明一实施例中，还包括一检测控制继电器；第二定时控制继电器第二常闭触点sj22一端接电源正极，另一端接检测控制继电器线圈4j一端；检测控制继电器线圈4j另一端接第一定时控制继电器线圈sj1另一端；检测控制继电器第一常闭触点一端接电源正极，另一端接电源负极。

在本发明一实施例中，还包括第一按键、第二按键；第一按键设置在电源正极与排油冲洗控制继电器线圈一端之间；第二按键设置在电源按键与加热温控器线圈之间。

在本发明一实施例中，所述的搅拌器的桨叶为双叶片三角形桨，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。

综上所述，本发明相比现有技术有如下优点：油中溶解乙炔气体现场快速检测装置，可以实现在充油电气设备突发故障时，在现场对油中溶解乙炔气体进行快速检测，从而迅速判断故障的性质。整个检测过程均采用装置自动控制，操作简单方便。由于实现试油脱气、取气、检测自动一体化流程，其检测用时仅需15分钟左右，为实验室气相色谱法耗时的二十分之一；本装置采用的高精度气体检测管，测试速度快，显示方式直观明了，大大提高了现场充油电气设备有无严重放电性故障的分析判断速度。整个装置结构小巧、携带方便，无需配置专用的载气源，十分适合各电压等级充油电气设备现场快速检测油中溶解乙炔气体含量使用。

附图说明

图1是油中溶解乙炔气体现场快速检测装置工作流程示意图。

图2是试油脱气装置结构示意图。

图3是油中溶解乙炔气体现场快速检测装置控制回路图。

【标号说明】1-微型加压气泵；2-压力表；311、312-气路；4-取油样针筒；5-试油脱气装置；511-进气控制电磁阀（1-3）；512-旋塞式注油口；513-出气控制电磁阀；514-油气分离滤网；515-微型陶瓷加热器；516-搅拌器；517-温控器感温探头；518-排油控制电磁阀；519-搅拌电动机；6-稳压阀；7-稳流阀；8-电子流量计；9-冲洗电磁阀；10-气体检测部分；1011-检测电磁阀；1012-乙炔检测管；1013-检测管固定架；11-单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。

一种油中溶解乙炔气体含量现场快速检测装置，其包括控制器、试油脱气装置、微型加压气泵、气体检测模块及电源；所述微型加压气泵的输出端通过第一气路与试油脱气装置的进气口连接；所述试油脱气装置的出气口通过第二气路与气体检测模块的进气口连接；所述第一气路上安装有一压力表；所述第二气路上安装有稳压阀、稳流阀、电子流量计、控制电磁阀；所述气体检测模块的出气口上设置有一单向阀；所述控制器分别与压力表稳压阀、稳流阀、电子流量计、控制电磁阀、单向阀电性连接；所述控制器与电源连接。

在本发明一实施例中，试油脱气装置包括一壳体，壳体内部设置有一脱气平衡油室；脱气平衡油室中上部设置有一油气分离滤网；在油气分离滤网下方的脱气平衡油室内底部中心装有一搅拌器，底部内壁上对角装有四支微型陶瓷加热器，在脱气平衡油室底部一侧有一排油口及温控器感温探头；所述搅拌器与搅拌电动机连接；所述脱气平衡油室顶部开设有注油口；所述脱气平衡油室一侧面上部开设有进气口；与进气口相对的另一侧上部侧面开设有出气口；所述进气口上设置有进气控制电磁阀；所述出气口上设置有出气控制电磁阀；所述排油口上设置有排油控制电磁阀。

在本发明一实施例中，所述注油口为旋塞式注油口；所述旋塞式注油口下方连有一小段金属延长管，用于被测油样注入到油气分离滤网的下方。

在本发明一实施例中，所述油气分离滤网为细密的玻璃纤维丝网，用于分隔油气界面在本发明一实施例中，所述气体检测模块包括检测电磁阀、乙炔检测管及检测管固定架；所述乙炔检测管进气口设置有检测电磁阀；所述检测管固定架为一表面有检测管固定槽，两端各有一检测管连接固定头的不锈钢框。

本发明一具体实施中，油中溶解乙炔气体现场快速检测装置如图1、图2所示，包括微型加压气泵1、压力表2、气路3、试油脱气装置5、稳压阀6、稳流阀7、电子流量计8、冲洗电磁阀9、气体检测部分10、检测电磁阀1011、乙炔检测管1012、检测管固定架1013、单向阀11。

所述的试油脱气装置5由进气控制电磁阀（1-3）511、旋塞式注油口512、出气控制电磁阀513、油气分离滤网514、微型陶瓷加热器515、搅拌器516、温控器感温探头517、排油控制电磁阀518、搅拌电动机519等组成。

所述的装置各部分由气路311、312进行连接，其控制回路如图3所示。

所述控制器包括排油冲洗控制继电器、第一定时控制继电器、气路控制继电器、加热温控器、搅拌器控制继电器、第二定时控制继电器、流量计、进气控制电磁阀、出气控制电磁阀及电源整流电路；排油冲洗控制继电器线圈2j一端接电源正极，另一端接第一定时控制继电器线圈sj1一端；第一定时控制继电器线圈sj1另一端接气路控制继电器线圈1j一端；气路控制继电器线圈1j另一端接电源负极；加热器温控器线圈q一端接电源正极，另一端接搅拌电机控制继电器线圈3j一端；搅拌器控制继电器线圈3j另一端接第二定时继电器线圈sj2一端；第二定时继电器线圈sj2另一端接电源负极；流量计线圈一端接电源正极，另一端接电源负极；气路控制继电器线圈第一常开触点1j1一端接电源正极，另一端接电源负极；气路控制继电器线圈第一常闭触点1j4与气路控制继电器线圈第一常开触点1j1并联；排油冲洗控制继电器第一常开触点2j1一端接电源正极，另一端接电源负极；排油冲洗控制继电器第二常开触点2j2与排油冲洗控制继电器第一常开触点2j1并联；搅拌器控制继电器第一常闭触点3j1一端接电源正极，另一端接第二定时继电器第一常闭触点一端sj21一端；第二定时继电器第一常闭触点一端sj21另一端接电源负极；加热温控器温控信号接点一端接电源正极，另一端接搅拌器控制继电器第二常闭触点3j2一端；搅拌器控制继电器第二常闭触点3j2另一端接电源负极；整流电路一输出接电流正极，另一输出接电源负极；外接电源经流量计第一常闭触点lj1接正电路输入。

在本发明一实施例中，还包括一检测控制继电器；第二定时控制继电器第二常闭触点sj22一端接电源正极，另一端接检测控制继电器线圈4j一端；检测控制继电器线圈4j另一端接第一定时控制继电器线圈sj1另一端；检测控制继电器第一常闭触点一端接电源正极，另一端接电源负极。

在本发明一实施例中，还包括第一按键、第二按键；第一按键设置在电源正极与排油冲洗控制继电器线圈一端之间；第二按键设置在电源按键与加热温控器线圈之间。

在本发明一实施例中，所述的搅拌器的桨叶为双叶片三角形桨，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。

使用时，用取油样针筒4从被测充油电气设备内部取出油样后，按下装置控制器上的“测试准备”键，排油冲洗控制继电器2j、气路控制继电器1j、定时控制继电器1sj1接通，常开控制接点1j1、1j2、1j3、1j4、1j5、2j1、2j2闭合。将微型加压气泵1启动，同时将试油脱气装置5油室底部排油控制电磁阀518、进气控制电磁阀（1-3）511、出气控制电磁阀513、冲洗电磁阀9打开，将试油脱气装置5油室内部积油排尽，并利用高压气流对油室内部及检测气路3进行吹洗，约5分钟后定时控制继电器1sj1常闭接点sj1断开回路，各控制电磁阀也断电复位，将油室各进出口自动封闭完成测试前准备。

准备完毕，将40ml油样从油室注油口512注入试油脱气装置5油室内，按下装置控制器上的“样品检测”键，“测试准备”键弹起复位，定时控制继电器1sj1断电，常闭接点sj1恢复常闭。装置启动试油脱气检测流程，加热温控器q、搅拌控制继电器3j、定时控制继电器2sj2接通，常开控制接点3j1、3j2、温控信号接点闭合，内置微型陶瓷加热器515、搅拌器516启动。注入的被测油样在密封的油室内被内置微型陶瓷加热器515加热至50℃，加热的同时搅拌器516不停搅拌，使其与油室内的纯净空气充分混合。持续5分钟后，定时控制继电器2sj2常闭接点sj21断开回路，装置停止加热和搅拌并开始静止，此时积聚在油室内油气分离滤网514上方的气体即为含有油中溶解乙炔气体的平衡气样。

静止5分钟到达后，定时控制继电器2sj2常开接点sj22闭合，气路控制继电器1j、检测控制继电器4j接通，常开控制接点1j1、1j2、1j3、1j4、1j5、4j1闭合，微型加压气泵1启动，油室进气控制电磁阀（1-3）511、出气控制电磁阀513及检测电磁阀1011同时开启，利用微型加压气泵1产生的高压气流将在油室内油气分离滤网514上方积聚的平衡气样加速，从出气控制电磁阀513流出经气流稳定控制装置稳压阀6、稳流阀7稳压、稳流后，以恒定压力、流速送入气体检测部分10的乙炔检测管1012内。在管内平衡气体样品与检测物质进行化学反应，并在乙炔检测管1012外表面上通过颜色指示出来，检测后的气体通过单向阀11后排入大气。当检测管1012内持续通过的气体流量达到电子流量计8设定值（500ml）后，电子流量计常闭控制接点lj1断开，将整个回路电源切断，系统各部分断电复归，检测结束。通过以上过程，就实现了本装置在现场快速检测判断的油中溶解乙炔气体的目的。

本实施例未述部分与现有技术相同。

在本发明具体实施例中，所述的定时控制器为双通道定时继电器，具有两对常开/常闭接点、其接点最大开断电流为5a，设定最大时间9999分钟，用于控制延时通断电磁阀工作电源、完成检测流程。

所述的微型加压气泵采用直流24v微型隔膜空气泵，主要用于进行试油脱气装置油室和检测气路的加压和冲洗。其出气速率≥2.0l/min，最大出口压力90kpa，在其出口处有一压力表用于监视输出气压。

所述的检测气路采用直径3mm聚四氟乙烯管进行各部分连接。

所述的试油脱气装置为一长80mm，直径65mm的金属封闭圆筒。其内部有一容量为60ml的脱气平衡油室，其顶部有一旋塞式注油口。圆柱体一侧从顶部向下相距10mm依次设有三个进气口，与进气口相对的另一侧顶部有一出气口，以上进出气口外均设有电磁阀以控制其开闭。在圆筒内距圆筒顶部位置35mm处有一油气分离滤网，在油气分离滤网下方的圆筒内底部中心装有一搅拌桨，底部内壁上对角装有四支微型陶瓷加热器，在圆筒底部一侧有一排油口及温控器感温探头。

所述的旋塞式注油口下方连有一小段金属延长管，用于被测油样注入到油气分离滤网的下方。

所述的油气分离滤网为细密的玻璃纤维丝网，主要用于分隔油气界面，在油室内搅拌油样时防止油液向上飞溅及快速平抑油沫，缩短被测平衡气样形成时间。

所述的搅拌器靠一台转速为300转/分钟的微型减速直流电机驱动，其桨叶为双叶片三角形桨，旋转直径为45mm，两个叶片上各有三个直径2mm通孔，用于在搅拌时使油液迅速起泡，让油液和空气充分溶合，以促进油中溶解乙炔气体在气液两相的快速分配平衡。

所述的微型陶瓷加热器为长度16mm、直径3mm的dc24v陶瓷电加热棒，加热功率≤50w，主要用于对油样的快速均匀加热。

所述的电磁阀为dc24v铜制微型常闭电磁阀，最大工作压力0.8mpa，切换时间≤0.04s，公称通径为3mm,主要用于通断气路。

所述的气流稳定控制装置由气流稳压器和气流稳流器组成，用于将从试油脱气装置出气口输出的带有平衡气样的混合气流稳压至30kpa和稳流至100ml/min，以符合检测管测试要求。

所述的气流稳压器和气流稳流器均为气相色谱仪专用的精密气体稳压、稳流器，其最大工作压力0.8mpa，稳压范围0-0.8mpa（可调），稳流范围0-3000ml/min（可调）。

所述的电子流量计采用气体质量流量计，流量测量范围5~35000ml/min，响应时间≤3秒，其主要用于对流入检测管的带有平衡气样的混合气流进行流量控制，保证测试的准确性。

所述的气体检测部分由检测电磁阀、检测管固定架、检测管组成，用于对经稳流、稳压后的平衡气样进行检测，并显示相应的检测结果。

所述的检测电磁阀为直流24v铜制微型常闭电磁阀，其用于在检测管未进行检测时将检测管前方的气路截断封闭，防止检测管被污染失效。

所述的检测管固定架为一表面有检测管固定槽，两端各有一检测管连接固定头的不锈钢框，主要用于检测管和气路的连接及固定。

所述的检测管为乙炔气体专用检测管，其内径为3mm-4mm，在两端熔封的玻璃管里紧密地填充可与被测气体反应并显色的乙炔气体专用试剂，其表面标有气体的浓度刻度和检测范围，其检测额定气压30kpa、流速100ml/min、检测气体体积500ml。使用时将检测管两端玻璃熔封割断，按气流检测方向插入检测管固定架后即可使用。

所述的单向阀为气相色谱仪专用单向阀，主要用于检测管装入检测管固定架后对出气口进行单向封闭，防止在未检测时外界杂质将检测管内试剂污染，影响检测准确性。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。