一种SF6在线监测传感器信号处理电路的制作方法

本实用新型涉及一种信号处理电路，尤其涉及一种SF6在线监测传感器信号处理电路。

背景技术：

SF6(六氟化硫)有良好的绝缘性能和灭弧性能，现阶段被广泛应用于高压电气设备中，在正常工况下，是较为理想的绝缘及灭弧介质。影响SF6气体绝缘及灭弧性能的关键在于其工作气体中水分含量与气体密度的高低，如果SF6气体中水分含量超标或泄漏导致密度下降，高压电气设备就存在安全隐患甚至导致事故发生。因此对SF6高压电气设备中气体水分含量和气体密度的监测一直是电力行业安全的组成重要组成部分。

为了监测高压电力设备中SF6气体的水分含量与气体密度，目前公知的手段是采用湿度、压力、温度传感器连接电路的方式实现数据的采集与加工处理。通过对市面上已投入生产运行的设备性能指标调研后发现，电路数据处理普遍存在的问题有：1、测量精度不高；2、电路集成度较低；3、稳定性、抗干扰能力弱；4、电磁兼容性差。以上问题均加大了监测传感器故障发生率，亟需得到解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种SF6在线监测传感器信号处理电路，解决现有技术存在的缺憾。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种SF6在线监测传感器信号处理电路，其特征在于，该电路包括一个信号调理电路，所述信号调理电路分别与温度传感器、压力传感器和温度传感器相连，信号调理电路的作用是将采集的传感器信号进行调理并将拨号转换为电压信号，信号调理电路通过A/D采样芯片与微处理器相连，所述微处理器通过通讯模块与监控系统相连。

进一步的，还包括一个隔离电源，所述隔离电源分别与信号调理电路、A/D采样芯片、微处理器和通讯模块相连。

进一步的，所述微处理器与数字滤波处理电路相连。

进一步的，所述A/D采样芯片与电源基准源相连。

本实用新型通过湿度、压力、温度传感器把SF6气室内的水分、压力、温度参量转换为对应电信号，然后通过归一化滤波处理电路，滤除相应的高频干扰信号，通过归一化电路把所有信号转换为一定范围的电压信号以方便识别，然后用高精度的A/D采样芯片把模拟电压信号转换为数字量信号，再把数字信号转入CPU中，计算获得相应的参量，得到实际的温度、压力、水分等信号，再根据参量计算出SF6气室的密度、露点、ppm、报警状态等参量。得到所有参数后，再把得到的所有参数归一化打包，通过RS485或者CAN总线传输给监控系统。为了获取更高的精度，本实用新型采用模数分离技术，单独设置模拟参考电压，压力采集单元采用恒流源供电技术，压力传感器的电压源型号为ADR440，是一款低漂移、高初始精度、低噪声基准电压源，此电源不受环境温度影响，防止因温度的变化影响电路的稳定性，同时保证了压力传感器输出的稳定性。水分采集单元采用特定频段滤波技术，把采集进入的信号通过FFT 数字滤波技术处理，专门针对变电站的复杂电磁环境，滤除变电站的高频、工频磁场等引起的干扰，从而得到真实的低频段电压信号。通过不断采集，再通过CPU计算出所要的压力，温度，水分信号。把数据放入发送包内，等待上位机系统需要时发送。

本实用新型的有益技术效果是：通过优化设计集成电路结构、甄选电子芯片及元器件，从而提升SF6信号处理电路精确度、稳定性、抗干扰能力，降低SF6监测设备故障发生率。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。

如图1所示的SF6在线监测传感器信号处理电路，该电路包括一个信号调理电路，信号调理电路分别与温度传感器、压力传感器和温度传感器相连，信号调理电路的作用是将采集的传感器信号进行调理并将拨号转换为电压信号，信号调理电路通过A/D采样芯片与微处理器相连，微处理器通过通讯模块与监控系统相连，电路中还包括一个隔离电源，隔离电源分别与信号调理电路、A/D采样芯片、微处理器和通讯模块相连，微处理器与数字滤波处理电路相连，A/D采样芯片与电源基准源相连。

在本实施例中，信号处理电路包括依次相连的信号调理电路、A/D 采样芯片、微处理器、RS485或CAN通讯模块，及与该微处理器相连的数字滤波处理电路，且用隔离电源分别为其提供电源，湿度、压力、温度传感器把SF6气室内的水分、压力、温度参量转换为对应电信号，然后通过信号调理电路，对采集的传感器信号进行调理，然后将所有信号转换为一定范围的电压信号，以方便识别。然后同高精度的A/D采样芯片把模拟电压信号转换为数字量信号，再把数字信号转入微处理器中，计算获得相应的参量，得到实际的温度、压力、水分等信号，再根据参量计算出SF6气室的密度、露点、ppm、报警状态等参量，得到所有参数后，再把得到的所有参数通过归一化，打包，通过RS485或者CAN通讯模块传输给监控系统；本实用新型水份采集单元采样特定频段滤波技术，把采集进入的微处理器的信号通过FFT软件数字滤波处理电路，专门针对变电站的复杂电磁环境，滤除变电站的高频、工频磁场等引起的干扰，从而得到真实的低频段电压信号。

本实用新型压力采集单元采用恒流源供电技术，压力传感器的电源型号为ADR440，此电源不受环境温度影响，防止因温度的变化影响电路的稳定性，同时保证了压力传感器输出的稳定性；且本实用新型单独设置模拟参考电压技术，A/D采样芯片通过高精度电压的稳压参考，形成电压基准源，把所有进入A/D采样芯片的信号逐个采样进来，转换为微处理器可以识别的数字信号，然后通过控制总线，把数字信号以同步串行通信的方式传输给微处理器。

信号处理电路中包括压力传感器的信号调理、放大、滤波电路，包括湿度传感器和温度传感器的信号调理和滤波电路。所有的上述信号经过调理后输出电压信号，进入A/D采样电路，A/D采样芯片通过高精度电压的稳压参考，把所有进入A/D采样芯片的信号逐个采样进来，转换为微处理器可以识别的数字信号，然后通过控制总线，把数字信号以同步串行通信的方式传输给微处理器，在微处理器CPU内先经过软件FFT 滤波，滤除不需要的信号，得到稳定真实的数据，再按照相应的算法得的温度、压力、水分等参量，在通过数学模型算法得到密度、PPM、露点等参量，把这些参数分别按预定好的数据格式打包好，再组成数据包的方式，同RS485或者CAN模块把数据传输给上位计算机。

当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。