一种SF₆微水密度在线监测系统输入端电路的制作方法

专利名称：一种SF₆微水密度在线监测系统输入端电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种SF6微水密度在线监测系统输入端电路，属于电力系统高压设备状态监测技术领域。
背景技术：
SF6 (六氟化硫)气体主要用于电力工业中，用于4种类型的电气设备，起到绝缘和/或灭弧的作用。六氟化硫中水分超过一定含量时会影响设备安全运行，引起严重不良后果，危害性有以下两方面1、水分会引起设备化学腐蚀，较多水分时，SF6气体在200°C以上水解生成氢氟酸和亚硫酸，具有较强的腐蚀作用；2、水分对电器设备绝缘件会造成危害水分在电器设备中，会在绝缘件和金属部件表面产生凝结水，造成沿面闪络。在实际操作中，微水密度传感器对SF6气体进行采样，信号传输线路往往大于10米，电流检测电路得到信号之后驱动能力不强，无法带动控制芯片做进一步处理，对此问题现在技术中尚无相应的解决办法。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种SF6微水密度在线监测系统输入端电路，能够提高输入阻抗，增加驱动能力、减少信号衰减并提高了在线监测的数据精度，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微水密度在线监测系统输入端电路，包括电流检测电路和限幅保护模块，所述电流检测电路内设置有第一运算放大器，所述限幅保护模块包括两个同向串联的二极管，该两个二极管一端连接电源，另一端接地，两个二极管之间还引出一根与控制芯片管脚相连的导线，其特征在于，电流检测电路和限幅保护模块之间设置一用作电压跟随器的第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相端与第一运算放大器的输入端相连，第二运算放大器的输出端连接在限幅保护模块的两个二极管之间。进一步地，所述第二运算放大器的反相端与输出端之间设置有一电阻。进一步地，所述第一、二运算放大器的型号均为LMV824MT。本实用新型在电流检测电路和限幅保护模块之间设置有第二运算放大器作为电压跟随器，利用电压跟随器的显著特点输入阻抗高而输出阻抗低，利用电压跟随器作为信号缓冲器和隔离器，从而解决外部传感器信号线上的信号衰减，提高信号测量的精度。
图I是SF6微水密度在线监测系统的现场接线示意图。图2是SF6微水密度在线监测系统输入端的电路框图。图3是SF6微水密度在线监测系统输入端电路的电路原理图。
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I所示，SF6微水密度在线监测系统在测试现场需要采集压力数据、湿度数据和温度数据，通过信号屏蔽线传输数据至在线监测系统中。如图2所示SF6微水密度在线监测系统输入端的工作流程图，SF6微水密度在线监测系统输入端电路，包括电流检测电路I、限幅保护模块3和控制模块，在电流检测电路I和限幅保护模块3之间设置有电压跟随器2。如图3所示输入端电路的原理图，电流检测电路I内设置有第一运算放大器，电阻R106和电阻R107并联后跨接在第一运算放大器UlOl的同相端和反相端之间，电阻R104和电阻R105分别串联在第一运算放大器UlOl的同相端和反相端，通过调整电阻R104至电阻R107这四个电阻的阻值来调节第一运算放大器的放大系数。偏置电阻R102 —端连接在第一运算放大器UlOl的同相端，另一端接地，偏置电阻R103 —端连接第一运算放大器UlOl的反相端，另一端连接在输出端，滤波电容ClOl和滤波电容C102分别跨接在偏置电阻R102和偏置电阻R103的两端。第二运算放大器U102的同相端与第一运算放大器UlOl的输出·端相连，电阻RlOl串联在第二运算放大器U102的反相端和输出端之间。二极管DlOl和二极管D102同相串联后负极接电源，正极接地，第二运算放大器U102的输出端连接在二极管DlOl和二极管D102之间再与控制模块相连。第一、二运算放大器的型号均为LMV824MT。外部传感器输出的4 20mA电流信号，经过电流检测电路I处理，将此电流信号转换成电压信号后，再送控制模块中ADC转换成数字信号。如图3中的电流检测电路I中4 20mA电流流过100 Q的采样电阻R106和采样电阻R107，在采样电阻R106和采样电阻R107上会产生0. 4 2V的电压差。由虚断知，运放输入端没有电流流过，则流过R102和R104的电流相等，流过 R103 和 R105 的电流相等。故Vout = I*(R106//R107)*R103/R105(V)，即是说将输入电流转换成了电压，此电压可以送下一级电路中的ADC去处理。第二运算放大器U102作为电压跟随器，利用了电压跟随器的特点输入阻抗高，而输出阻抗低，利用电压跟随器来做信号缓冲器和隔离器，从而解决外部传感器信号线上的信号衰减，从而提高信号测量的精度。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。
权利要求1.一种SF6微水密度在线监测系统输入端电路，包括电流检测电路和限幅保护模块，所述电流检测电路内设置有第一运算放大器，所述限幅保护模块包括两个同向串联的二极管，该两个二极管一端连接电源，另一端接地，两个二极管之间还引出一根与控制芯片管脚相连的导线，其特征在于，电流检测电路和限幅保护模块之间设置一用作电压跟随器的第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相端与第一运算放大器的输入端相连，第二运算放大器的输出端连接在限幅保护模块的两个二极管之间。
2.根据权利要求I所述的SF6微水密度在线监测系统输入端电路，其特征在于，所述第二运算放大器的反相端与输出端之间设置有一电阻。
3.根据权利要求I或2所述的SF6微水密度在线监测系统输入端电路，其特征在于，所述第一、二运算放大器的型号均为LMV824MT。
专利摘要本实用新型公开了一种SF6微水密度在线监测系统输入端电路，包括电流检测电路和限幅保护模块，电流检测电路内设置有第一运算放大器，限幅保护模块包括两个同向串联的二极管，两个二极管之间还引出一根与控制芯片管脚相连的导线，电流检测电路和限幅保护模块之间设置一用作电压跟随器的第二运算放大器，第二运算放大器的同相端与第一运算放大器的输入端相连，第二运算放大器的输出端连接在限幅模块的两个二极管之间。在电流检测电路和限幅保护模块之间设置有第二运算放大器作为电压跟随器，利用电压跟随器的显著特点输入阻抗高，而输出阻抗低来做信号缓冲器和隔离器，从而解决外部传感器信号线上的信号衰减，提高信号测量的精度。
文档编号H03F3/45GK202535313SQ20122000608
公开日2012年11月14日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者张友胜 申请人:张友胜