端9进行数据传输和交互，这就避免了在变电站中增加额外的电缆，不仅降低了成本而且增加了可靠性。该无线数据传输组件11包括Zigbee无线网络4、GPRS无线网络6以及Internet网络8三部分，氢敏芯片10作为氢气传感器终端采用Zigbee无线网络4的形式和上位机通信，然后上位机通过GPRS无线网络6中的GPRS发送模块、及Zigbee转GPRS网关5、将Zigbee无线网络4中Zigbee模块接收到的氢气浓度信号以GPRS无线方式发送给服务器7，服务器7最终通过Internet网络8与客户端9连接。客户即可以在任何有Internet的地方实时获取变压器的健康状况。
[0025]本发明所采用Zigbee模块传输距离可达1.6km，因此可以将Zigbee转GPRS网关5放置在变电站控制室内有GPRS无线网络6的地方。
[0026]基于上述结构，控制组件3的运算结果将分为四路:第一路做DA转换，并最终转换为4?20mA电流输出；第二路供液晶屏实时显示油中氢气浓度值；第三路通过Zigbee无线网路4以无线形式发送出去；第四路传输给SD卡将数据存储起来，其作用是为了万一外部通信出现问题还可以查找历史数据；
进一步，本实施例中，CPU处理单元还包括一报警单元，通过预设值进行报警算法处理，其结果控制报警继电器的通断。
[0027]由于Pd电阻(或电容)不仅对氢气浓度敏感，而且对温度也敏感，为了减小温度对测试结果的影响，本实施例中，氢敏芯片10上除了具有氢敏元件外，进一步在氢敏芯片10上还包含用于控温的加热电阻和对温度敏感的测温电阻，通过数字电路精确的控制，可以将芯片温度控制在需要的温度值下，这样氢敏芯片10的输出基本不受环境温度影响。也就是说，控制组件3通过对加热电阻的控制和测温电阻的反馈将芯片温度控制在一个恒定的值，尽量减小氢敏元件因芯片所处环境温度变化所导致的输出偏差。
[0028]在具体应用实例中，氢敏芯片10封装在探头2上，探头2上具有氢敏芯片10的一端伸入变压器油中，另一端通过螺纹方式和控制组件3的外壳相连。探头2内部装有密封接头，即可以防止漏油又能保证氢敏芯片10和控制组件3的连接，探头2的外部通过密封转接头和变压器连接保证变压器油不会泄露。
[0029]在具体应用实例中，控制组件3在调试完成之后，可以通过螺钉固定在铝合金外壳内，供电和4?20mA输出采用密封电连接器，满足防水要求。
[0030]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，包括: 氢敏芯片(10)，包括氢敏元件，该氢敏元件为基于Pd-Cr薄膜的氢敏传感器； 控制组件(3)，用来将氢敏芯片(10)在量程内的物理性质变化转化为信号输出。2.根据权利要求1所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述控制组件(3)采用无线数据传输方式，通过无线数据传输组件(11)与上位机、月艮务器(7)以及客户端(9)进行数据传输和交互。3.根据权利要求2所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述无线数据传输组件(11)包括Zigbee无线网络(4)、GPRS无线网络(6)以及Internet网络(8)，所述氢敏芯片(10)通过Zigbee无线网络(4)与上位机通信，所述上位机通过GPRS无线网络(6)中的GPRS发送模块、及Zigbee转GPRS网关(5)、将Zigbee无线网络(4)中Zigbee模块接收到的氢气浓度信号以GPRS无线方式发送给服务器(7)，所述服务器(7)最终通过Internet网络(8)与客户端(9)连接。4.根据权利要求3所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述Zigbee转GPRS网关(5)放置在变电站控制室内覆盖有GPRS无线网络(6)的位置处。5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述控制组件(3)包括滤波放大单元、AD采样单元和CPU处理单元，通过所述滤波放大单元先将氢敏芯片(10)的输出电压进行滤波放大，然后通过AD采样单元进行AD采样；经AD采样后的数据传输到CPU处理单元进行运算处理。6.根据权利要求5所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述CPU处理单元还包括一报警单元，通过预设值进行报警算法处理，其结果控制报警继电器的通断。7.根据权利要求1或2或3或4所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述氢敏芯片(10)还包含用于控温的加热电阻和对温度敏感的测温电阻，用于将氢敏芯片(10)的温度控制在一定温度值下。8.根据权利要求1或2或3或4所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述氢敏芯片(10)封装在探头(2)上，所述探头(2)上具有氢敏芯片(10)的一端伸入变压器油中，另一端通过螺纹方式和控制组件(3)的外壳相连。9.根据权利要求8所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述探头(2)内部装有密封接头。10.根据权利要求8所述的基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，其特征在于，所述控制组件(3)在调试完成之后通过螺钉固定在金属外壳内，供电和输出采用密封电连接器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于薄膜技术的电力变压器油中氢气在线监测系统，包括：氢敏芯片，包括氢敏元件，该氢敏元件为基于Pd-Cr薄膜的氢敏传感器；控制组件，用来将氢敏芯片在量程内的物理性质变化转化为信号输出。本发明具有结构简单、成本低、灵敏度高、稳定性好等优点。
【IPC分类】G01N27/22, G01N27/12
【公开号】CN105116024
【申请号】CN201510548882
【发明人】刘又清, 景涛, 谢贵久, 曹勇全, 陈浩, 金忠
【申请人】中国电子科技集团公司第四十八研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月31日