专利名称：一种六氟化硫露点和密度在线监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在线监测仪器，尤其涉及一种六氟化硫露点和密度在线监测仪。
背景技术：
随着六氟化硫(以下简称SF6)高压电气设备在我国的使用量越来越大，为了保证 电气设备的稳定性，防止设备因SF6气体含有杂质而出现故障，需实时监测SF6气体的露点 和密度。纯净的SF6气体因其具有优良的绝缘性能和稳定的灭弧特性，是电力系统中不可 缺少的绝缘介质之一。如同对电气设备用绝缘油的规定和要求一样，电气系统对于电气 设备中的SF6气体也作出了严格的规定和要求，我国规定SF6新气中的含水量不得高于 8 X 10_6 (质量比)。气体含水量在一定程度上可以用气体露点来表示，露点是一个特殊的温 度值，是气体保持某一定湿度必须达到的最低温度。当气体的温度低于露点时，气体容纳不 了过多的水分，这些水分会变成雾、露水或霜。因此，通过监测气体的露点就可以得知气体 的含水量。目前，SF6气体密度的监测方法多是采用机械式密度继电器实现的，机械式密度继 电器无法对变化过程实时监测。在工程应用中，对密度的直接监测是不容易实现的，通常是 转换为对压力的监测，但是即使体积一定，压力也是会随着温度变化的。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种测量速度快、稳 定性和重复性好、方便在线监测和便携式测量六氟化硫露点和密度在线监测仪。本实用新型在线监测仪所采用的技术方案是一种六氟化硫露点和密度在线监测 仪，其特征在于它包括微处理器、供电模块、温湿度传感器、压力传感器、时钟模块和显示 器；其中供电模块与其他所有模块的电源端联接；温湿度传感器、压力传感器和时钟模块 与微处理器的I/O接口联接；显示器与微处理器通过人机接口电路联接。按上述方案，它还包括与所述的微处理器的I/O接口联接的输入设备。输入设备 用于设置本在线监测仪的相关参数，并且可以切换在线监测仪的运行状态。按上述方案，所述的输入设备为5个独立按键，分别与所述的微处理器的5个I/O 接口联接。按上述方案，它还包括与微处理器联接的通信模块，所述的通信模块为CAN总线 接口。实现下位机与上位机之间的通信，当用户选择上传测量数据时，上位机通过CAN总线 接受测量数据并保存到数据库中。按上述方案，所述的供电模块为蓄电池和电压转换模块，所述的电压转换模块包 括交流转直流模块和直流DC/DC变换器。按上述方案，所述的温湿传感器为数字式的温湿度传感器，与微处理器的I/O接 口联接。[0012]按上述方案，所述的压力传感器为数字式的压力传感器，经所述的直流DC/DC变 换器转换电平后与微处理器的I/O接口联接。本实用新型的工作过程为微处理器发出采集数据指令，温湿度传感器和压力传 感器对六氟化硫(以下简称SF6)当时的温度、湿度和压力值进行采集，经微处理器发出读 数据指令后，传感器将采集到的数据输送进微处理器，微处理器同时采集时钟模块的时间， 记录采集此数据的时间，经微处理器处理后，计算出露点和密度值，将相关数据在液晶显示 屏上显示出来。本实用新型涉及到的原理有SF6气体露点测量可以根据当前气体的相对湿度值和温度值计算得出。D _ [7.5^/(237.3 + ,) + ^//-2:^237.3⑴p 9.5-7.5x237.3/(237.3+ O-Ig//其中，t为当前气体的温度值，单位为。C;h为当前气体的相对湿度值；Dp为当前气 体的露点值。SF6气体密度测量采用贝蒂-布里奇曼(JA. Beattie-O. C. Bridgeman)状态方程来计算。P = 56. 2 X IO-6 y T [1+2. 51 X IO-3 y (1-0. 846 X IO-3 γ ) ] -74. 9 X IO-6 γ 2 (1-0. 727 X 1(Γ3 γ ) (2)其中，P为压力值，单位为MPa ； γ为密度值，单位为Kg/m3 ；T为温度值，单位为K。 通过测得的气体温度值和压力值，利用牛顿迭代法计算出当前SF6气体的密度值Y，然后 令式O)中的温度T = 20+273. 15，将γ代入计算出当前SF6气体在20°C时的压力值，此 压力值间接反映了 SF6气体的密度状况。本实用新型的有益效果为1、可以实时查询、自动校准偏差，同时显示温度、湿度、 露点、体积比、压力、密度以及实时时间，为后续的防护措施做足前期工作；2、操作简单、携 带方便、全智能化；3、集成度高，不容易受外界污染和干扰；3、可以采用交流电与蓄电池两 种供电方式。
图1为本实用新型一实施例的结构框图具体实施方式
图1为本实用新型一实施例的结构框图，它包括微处理器、供电模块、温湿度传感 器、压力传感器、时钟模块、显示器、输入设备和通信模块。供电模块为蓄电池和电压转换模块，所述的电压转换模块包括交流转直流模块和 直流DC/DC变换器。220V交流电经交流转直流模块得到15V，然后经直流DC/DC变换器得 到系统控制部分和打印部分所需的5V电源和各传感器需要的3. 3V电源；无交流电时，采用 备用的12V铅酸蓄电池，经直流DC/DC变换器得到5V和3. 3V电源。温湿度传感器为数字式的温湿度传感器，压力传感器为数字式的压力传感器。温 湿度传感器与微处理器的I/O接口连接，进行数据交换和处理。而压力传感器与微处理器 之间需要进行3. 3V到5V的电平转换，这是由1.8K和3. I的电阻分压实现的。压力传感器与微处理器的I/O接口连接，进行数据交换和处理。所述的时钟模块，以串行的方式与微处理器进行数据的传送直接将时钟芯片的 3根控制线与微处理器的3个I/O接口连接，通过串行的方式传送多字节的时钟信号，在微 处理器中，将实时时间与测试的数据相关联，并进行存储。所述的显示器与微处理器通过人机接口电路联接，显示器采用32(^240的IXD液 晶显示屏，液晶显示屏将实时显示SF6的温度、湿度、露点、体积比、压力、密度以及系统的 当前时间。所述的输入设备是采取独立按键的形式，通过微控制器的5个I/O接口外接5个 独立按键，并对按键进行了并联电容和程序中延时的防抖动措施。按键输入用于设置本在 线监测仪的相关参数，并且可以切换在线监测仪的运行状态。所述的通信模块为与微处理器联接的CAN总线接口，以实现下位机与上位机之间 的通信，当用户选择上传测量数据时，上位机通过CAN总线接受测量数据并保存到数据库 中。本监测仪以微处理器为核心，经微处理器发出采集数据指令，温湿度传感器和压 力传感器对SF6当时的温度、湿度和压力值进行采集，经微处理器发出读数据指令后，传感 器将采集到的数据输送进微处理器，经微处理器处理后，监测到的相关数据在液晶显示屏 上显示出来。如果在10秒内没有按键操作，微处理器将会循环上述动作；若有按键操作，则 进入功能操作界面，进行时间设定、数据查询、数据打印等操作，实现对SF6露点和密度的 在线监测，保证电气设备的稳定性。
权利要求1.一种六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于它包括微处理器、供电模块、温 湿度传感器、压力传感器、时钟模块和显示器；其中供电模块与其他所有模块的电源端联 接；温湿度传感器、压力传感器和时钟模块与微处理器联接；显示器与微处理器通过人机 接口电路联接。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于它还包括与 所述的微处理器的I/O接口联接的输入设备。
3.根据权利要求2所述的六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于所述的输入 设备为5个独立按键，分别与所述的微处理器的5个I/O接口联接。
4.根据权利要求1或2或3所述的六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于它 还包括与微处理器联接的通信模块，所述的通信模块为CAN总线接口。
5.根据权利要求1或2或3所述的六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于所 述的供电模块为蓄电池和电压转换模块，所述的电压转换模块包括交流转直流模块和直流 DC/DC变换器。
6.根据权利要求1或2或3所述的六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于所 述的温湿传感器为数字式的温湿度传感器，与微处理器的I/O接口联接。
7.根据权利要求5所述的六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于所述的压力 传感器为数字式的压力传感器，经所述的直流DC/DC变换器转换电平后与微处理器的I/O 接口联接。
专利摘要本实用新型提供一种六氟化硫露点和密度在线监测仪，其特征在于它包括微处理器、供电模块、温湿度传感器、压力传感器、时钟模块和显示器；其中供电模块与其他所有模块的电源端联接；温湿度传感器、压力传感器和时钟模块与微处理器的I/O接口联接；显示器与微处理器通过人机接口电路联接。微处理器发出采集数据指令，温湿度传感器和压力传感器对六氟化硫当时的温度、湿度和压力值进行采集，经微处理器发出读数据指令后，传感器将采集到的数据输送进微处理器，微处理器同时采集时钟模块的时间，记录采集此数据的时间，经微处理器处理后，计算出露点和密度值，将相关数据在液晶显示屏上显示出来。
文档编号G01N9/00GK201837606SQ20102058999
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者苏赋文 申请人:苏赋文