专利名称：一种气体密度监控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压力测量技术领域，尤其涉及一种气体密度监控器。
背景技术：
SF6气体作为最优良的灭弧和绝缘介质，在高压电器中得到越来越广泛的应用。为
了满足高压电器的灭弧和绝缘性能，需要在不同型号、规格的高压电器设备中充有不同密
度的SF6气体。如果高压设备中的SF6气体发生泄漏，气体密度就会减小，那么绝缘作用
就会减弱，甚至起不到绝缘作用，高压电器就会发生爆炸，则对电网的安全运行产生巨大危
害，因此对高压设备中的SF6气体的密度进行监测就显得格外重要。 现有技术中采用气体密度控制器来对SF6气体的密度进行监测。 参考图1，图1为现有技术提供气体密度控制器的机组部件结构示意图。 气体密度控制器的工作原理为高压电器设备中的SF6气体经过气体密度控制器
的接头导压孔1进入弹簧管2，充气后的弹簧管2发生形变产生位移，所述位移传递给双金
属片3 (U型)，双金属片3通过拉杆4带动机芯5的机芯轴，相应的，安装于机芯轴上的指针
在气体密度控制器的表盘上指示出压力值；当SF6气体的密度达到规定值时，气体密度控
制器的指针指向额定工作压力，此时，SF6气体和温度都处于稳定状态，气体密度控制器也
处于稳定状态。 当工作环境温度发生变化时，虽然SF6气体的密度并没有发生变化，但SF6气体的 压力将随着温度的变化而改变，气体密度控制器上的指针本应随压力的改变而发生偏转， 但是双金属片3在温度变化时也形变产生位移，双金属片3产生的位移和弹簧管2产生的 位移大小相等，方向相反，所以虽然温度的变化使得SF6气体的压力产生变化，但是由于双 金属片3的补偿作用，指针在表盘上指示的压力值并未发生改变；也就是说，只要高压设备 中的SF6气体未发生泄漏，不管温度如何变化，气体密度控制器表盘上的指示值将不发生 变化。 当SF6气体发生泄漏时，SF6气体压力减小，弹簧管2也会发生形变产生位移，所 述位移传递给双金属片3，双金属片3通过拉杆4带动机芯5的机芯轴，此时，安装于机芯轴 上的指针因为SF6气体压力减小而逆时针方向(向表盘指示减小方向)转动，当压力减小 到报警点值时，指针不仅在表盘上指示相应压力值，而且指针带动其触头与预设的第一开 关点的静触头接触，此时气体密度控制器产生报警信号，所述第一开关点为报警点；如果压 力继续减小到闭锁点值时，指针带动其触头与预设的第二开关点的静触头接触，此时气体 密度控制器产生闭锁信号，所述第二开关点为闭锁点。 但是现有技术中的气体密度控制器只有在SF6气体泄漏至报警点时才能被控制 室内的操作人员发现高压设备中SF6气体有泄漏，却不能实现对高压设备中SF6气体泄漏 情况进行不间断地监控，使其安全性降低。
实用新型内容本实用新型实施例的目的是提供一种气体密度监控器，以提高安全性。 为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种气体密度监控器是这样实现
的 —种气体密度监控器，包括气体密度控制器，还包括传感器和信号处理单元；所述 传感器的一端与所述气体密度控制器的接头导压孔连接，所述传感器的另一端与所述信号 处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端作为气体密度监控器的输出端；其中， 所述信号处理单元用于将传感器输出的电压信号经过预定处理转换为与气体密度成比例 的电流信号进行输出。 优选地，所述气体密度监控器中，所述传感器和信号处理单元位于所述气体密度 控制器内。 优选地，所述气体密度监控器中，所述电流信号为4毫安-20毫安的电流信号。
优选地，所述气体密度监控器中，所述信号处理单元包括 传感器信号调理模块，用于将传感器输出的电压信号进行放大，发送放大后的电 压信号至中央控制器模块，所述电压信号与气体密度成比例； 中央控制器模块，用于将所述放大后的电压信号进行模数转换生成电压数字信 号，将所述电压数字信号发送至输出模块； 输出模块，用于将所述电压数字信号进行数模转换生成电流信号，将所述电流信 号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例； 供电模块，用于对所述传感器信号调理模块、中央处理器和输出模块进行供电。 优选地，所述气体密度监控器中，所述中央控制器模块，还用于获取温度信号，将
所述温度信号进行模数转换生成温度数字信号，将所述温度数字信号发送至输出模块； 输出模块，用于将所述温度数字信号和所述电压数字信号进行模数转换生成电流
信号，将所述电流信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。 优选地，所述气体密度监控器中，所述信号处理单元进一步包括 传感器供电模块，用于将所述供电模块输出的电压转换为所述传感器的预定电
压，对所述传感器进行供电。 优选地，所述气体密度监控器中，所述信号处理单元进一步包括 通讯控制模块，用于将所述中央控制器与信号采集器之间的信号进行信号匹配。 所述供电模块，还用于对所述通讯控制模块进行供电。 由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，本实用新型实施例不仅能够通过 使得SF6气体泄漏至报警点时进行报警，从而使得控制室内的操作人员发现高压设备中 SF6气体有泄漏；而且能够通过传感器和信号处理单元不间断地对SF6气体的密度进行测 量，不间断地获取与气体密度成比例的电流信号，从而对高压设备中SF6气体泄漏情况实 现不间断地监控，安全性提高。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅表明本实用
4新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1是现有技术提供的气体密度控制器的机组部件结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的气体密度监控器的结构示意图； 图3是本实用新型实施例提供的信号处理单元7实施例一的框图； 图4是本实用新型实施例提供的信号处理单元7实施例二的框图； 图5是本实用新型实施例提供的信号处理单元7实施例三的框图。
具体实施方式本实用新型实施例提供一种气体密度监控器。 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实 施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当 属于本实用新型保护的范围。 参考图2，图2为本实用新型实施例提供的气体密度监控器的结构示意图。 气体密度监控器，包括气体密度控制器、传感器6和信号处理单元7 ;所述传感器 6的一端与所述气体密度控制器的接头导压孔1连接，所述传感器6的另一端与所述信号 处理单元7的输入端连接，所述信号处理单元7的输出端作为气体密度监控器的输出端； 其中，所述信号处理单元7用于将传感器6输出的电压信号经过预定处理转换为与气体密 度成比例的电流信号进行输出。所述气体密度控制器的内部机组结构示意图可参考图l所 示。 传感器6和信号处理单元7可以位于所述气体密度控制器内，传感器6和信号处
理单元7与气体密度控制器一起构成气体密度监控器，实现机电一体化设计。 传感器6和信号处理单元7也可以位于所述气体密度控制器外，将传感器6和信
号处理单元7组成一个设备，再与气体密度控制器的接头导压孔1连接，实现机电一体化的设计。 本实施例中的气体密度控制器实现机械测量，传感器6和信号处理单元7实现电 子测量，气体密度监控器将机械测量部分和电子测量部分合为一体，实现机电一体化，并且 两部分也可单独工作；本实施例中的气体密度监控器的机械测量部分能够通过使得SF6气 体泄漏至报警点时进行报警，从而使得控制室内的操作人员发现高压设备中SF6气体有泄 漏；且其电子测量部分能够通过传感器和信号处理单元不间断地对SF6气体的密度进行测 量，不间断地获取与气体密度成比例的电流信号，从而对高压设备中SF6气体泄漏情况实 现不间断地监控，安全性提高。 此外，如果气体密度监控器的机械测量部分出现操作失灵，若不能及时输出报警 信号和闭锁信号时，气体密度监控器的电子测量部分也可以通过与气体密度成比例的电流 信号的变化准确检测到电器设备中SF6气体密度的变化情况，及时发现SF6气体泄漏情况， 提高安全性。 气体密度监控器的电子测量部分可以实现全量程补偿，优于现有气体密度控制器的原点补偿。 参考图3，图3为本实用新型实施例提供的信号处理单元7实施例一的框图。 所述信号处理单元7包括 传感器信号调理模块701，用于将传感器6输出的电压信号进行放大，发送放大后 的电压信号至中央控制器模块702，所述电压信号与气体密度成比例。 SF6气体通过气体密度控制器的接头导压孔1进入传感器，传感器6将SF6气体的 压力转换为电压信号进行输出，所述电压信号与SF6气体的密度成比例；所述传感器6输出 的电压信号一般比较小，需要经过放大电路进行放大后，发送至中央控制器模块702进行 处理。 中央控制器模块702，用于将所述放大后的电压信号进行模数转换生成电压数字 信号，将所述电压数字信号发送至输出模块703。 输出模块703，用于将所述电压数字信号进行数模转换生成电流信号，将所述电流 信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。 所述电流信号为4毫安-20毫安的电流信号，且所述4毫安-20毫安的电流信号 与SF6气体密度成比例，从而可以根据所述电流信号对SF6气体密度进行不间断地监控，从 而实现了对SF6气体泄露情况的不间断监控。 供电模块704，用于对所述传感器信号调理模块701、中央控制器702和输出模块 703进行供电。 在另一实施例中，中央控制器模块702，还用于获取温度信号，将所述温度信号进
行模数转换生成温度数字信号；将所述温度数字信号发送至输出模块703。 为了使得后续生成的电流信号更加精准，因此中央控制器模块引入温度信号来进
行温度补偿，从而实现对后续生成的电流信号的修正。所述温度信号可以通过中央控制器
模块上的温度采集芯片来实现，所述温度信号反映的是表内的环境温度，也从一定程度上
反映了 SF6气体的温度。 相应的，输出模块703，用于将所述温度数字信号和所述电压数字信号进行模数转
换生成电流信号，将所述电流信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。 本实施例中的电流信号相比较实施例一而言更加精准，所述电流信号也为4毫
安-20毫安的电流信号，且所述4毫安-20毫安的电流信号与SF6气体密度成比例，从而可
以根据所述电流信号对SF6气体密度进行监控，从而实现了对SF6气体泄露情况的不间断监控。 参考图4，图4为本实用新型实施例提供的信号处理单元7实施例二的框图。 所述信号处理单元7包括 传感器信号调理模块701，用于将传感器6输出的电压信号进行放大，发送放大后 的电压信号至中央控制器模块702，所述电压信号与气体密度成比例。 SF6气体通过气体密度控制器的接头导压孔1进入传感器，传感器6将SF6气体的 压力转换为电压信号进行输出，所述电压信号与SF6气体的密度成比例；所述传感器6输出 的电压信号一般比较小，需要经过放大电路进行放大后，发送至中央控制器模块702进行 处理。 中央控制器模块702，用于将所述放大后的电压信号进行模数转换生成电压数字
6信号，将所述电压数字信号发送至输出模块703。 输出模块703，用于将所述电压数字信号进行数模转换生成电流信号，将所述电流 信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。 所述电流信号为4毫安-20毫安的电流信号，且所述4毫安-20毫安的电流信号 与SF6气体密度成比例，从而可以根据所述电流信号对SF6气体密度进行监控，从而实现了 对SF6气体泄露情况的不间断监控。 供电模块704，用于对所述传感器信号调理模块701、中央控制器702和输出模块 703进行供电。 传感器供电模块705，用于将所述供电模块704输出的电压转换为所述传感器的 预定电压，对所述传感器进行供电。 在另一实施例中，中央控制器模块702，还用于获取温度信号，将所述温度信号进
行模数转换生成温度数字信号；将所述温度数字信号发送至输出模块703。 相应的，输出模块703，用于将所述温度数字信号和所述电压数字信号进行模数转
换生成电流信号，将所述电流信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。 参考图5，图5为本实用新型实施例提供的信号处理单元7实施例三的框图。 所述信号处理单元7包括 传感器信号调理模块701，用于将传感器6输出的电压信号进行放大，发送放大后 的电压信号至中央控制器模块702，所述电压信号与气体密度成比例。 SF6气体通过气体密度控制器的接头导压孔1进入传感器，传感器6将SF6气体的 压力转换为电压信号进行输出，所述电压信号与SF6气体的密度成比例；所述传感器6输出 的电压信号一般比较小，需要经过放大电路进行放大后，发送至中央控制器模块702进行 处理。 中央控制器模块702，用于将所述放大后的电压信号进行模数转换生成电压数字 信号，将所述电压数字信号发送至输出模块703。 输出模块703，用于将所述电压数字信号进行数模转换生成电流信号，将所述电流 信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。 所述电流信号为4毫安-20毫安的电流信号，且所述4毫安-20毫安的电流信号 与SF6气体密度成比例，从而可以根据所述电流信号对SF6气体密度进行监控，从而实现了 对SF6气体泄露情况的不间断监控。 传感器供电模块705，用于将所述供电模块704输出的电压转换为所述传感器的 预定电压，对所述传感器进行供电。 通讯控制模块706，用于将所述中央控制器与信号采集器之间的信号进行信号匹 配。 所述信号采集器可以为计算机； 供电模块704，用于对所述传感器信号调理模块701、中央控制器702、输出模块 703和通讯控制模块706进行供电。 以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何 在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的权利要求保护范围之内。
权利要求一种气体密度监控器，包括气体密度控制器，其特征在于，还包括传感器和信号处理单元；所述传感器的一端与所述气体密度控制器的接头导压孔连接，所述传感器的另一端与所述信号处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端作为气体密度监控器的输出端；其中，所述信号处理单元用于将传感器输出的电压信号经过预定处理转换为与气体密度成比例的电流信号进行输出。
2. 根据权利要求1所述的气体密度监控器，其特征在于，所述传感器和信号处理单元位于所述气体密度控制器内。
3. 根据权利要求1所述的气体密度控制器，其特征在于，所述电流信号为4毫安-20毫安的电流信号。
4. 根据权利要求1所述的气体密度监控器，其特征在于，所述信号处理单元包括传感器信号调理模块，用于将传感器输出的电压信号进行放大，发送放大后的电压信号至中央控制器模块，所述电压信号与气体密度成比例；中央控制器模块，用于将所述放大后的电压信号进行模数转换生成电压数字信号，将所述电压数字信号发送至输出模块；输出模块，用于将所述电压数字信号进行数模转换生成电流信号，将所述电流信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例；供电模块，用于对所述传感器信号调理模块、中央处理器和输出模块进行供电。
5. 根据权利要求4所述的气体密度控制器，其特征在于，所述中央控制器模块，还用于获取温度信号，将所述温度信号进行模数转换生成温度数字信号，将所述温度数字信号发送至输出模块；输出模块，用于将所述温度数字信号和所述电压数字信号进行模数转换生成电流信号，将所述电流信号进行输出，所述电流信号与气体密度成比例。
6. 根据权利要求4或5所述的气体密度监控器，其特征在于，所述信号处理单元进一步包括传感器供电模块，用于将所述供电模块输出的电压转换为所述传感器的预定电压，对所述传感器进行供电。
7. 根据权利要求6所述的气体密度控制器，其特征在于，所述信号处理单元进一步包括通讯控制模块，用于将所述中央控制器与信号采集器之间的信号进行信号匹配。所述供电模块，还用于对所述通讯控制模块进行供电。
专利摘要本实用新型实施例提供一种气体密度监控器。气体密度监控器实施例包括气体密度控制器，还包括传感器和信号处理单元；所述传感器的一端与所述气体密度控制器的接头导压孔连接，所述传感器的另一端与所述信号处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端作为气体密度监控器的输出端；其中，所述信号处理单元用于将传感器输出的电压信号经过预定处理转换为与气体密度成比例的电流信号进行输出。本实用新型实施例提供的气体密度监控器提高了安全性。
文档编号G01M3/26GK201508278SQ200920222520
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者孙晓胜, 杨佳兴, 赵利磊, 郑召北 申请人:北京布莱迪仪器仪表有限公司