六氟化硫气体微水密度综合监测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种六氟化硫气体微水密度综合监测装置，包括中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路；所述LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路均与所述中央控制电路相连接；LED显示接口电路显示中央控制电路所发送的六氟化硫气体微水密度参数；传感器输入信号电路连接测量传感器；电源电路连接外部电源；通讯电路使得中央控制电路能与外部的智能电子装置之间相互通信；主动微波感应电路检测是否有工作人员巡检。本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，具有可实时监测SF6气体的微水含量、压力等参数、避免设备烧毁或停电事故等优点。
【专利说明】六氟化硫气体微水密度综合监测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种六氟化硫气体微水密度综合监测装置。
【背景技术】
[0002]六氟化硫(SF6)气体作为一种氟化物，不仅是破坏地球臭氧层和产生温室效应的有害气体之一，而且六氟化硫断路器在经分合闸拉弧后，会分解出多种有毒物质，直接影响现场检测人员的身体健康。同时，当六氟化硫气体的含水量过高时，会危及电气设备的安全运行，主要表现在六氟化硫气体在电弧下的分解物遇水会发生化学反应生成具有强腐蚀性的HF和H2SO3等，会腐蚀损坏绝缘件；在温度降低时可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低甚至闪络。
[0003]现有的检测SF6气体微水含量的方法如重量法、电解法、露点法等均属于离线预防性检测，为减压后在大气压力下进行的测量。这些方法由于忽视了组合电器、高压开关内外压力变化及被测六氟化硫气体介质的变化，采样点测得的微水值与组合电器、高压开关内的真实值很容易产生偏差，测量结果无法准确代表组合电器、高压开关内的真实湿度情况。在线监测六氟化硫气体的微水含量可以随时掌握气体含水量的变化并适时报警，便于运行状况下电器设备的控制。
【发明内容】
[0004]本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种六氟化硫气体微水密度综合监测装置，以实时监测SF6气体的微水含量、压力、密度、温度等参数、避免因微水含量升高、SF6气体泄漏等引起的设备烧毁或停电事故。
[0005]本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
[0006]六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其结构特点是，包括中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路；所述LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路均与所述中央控制电路相连接；
[0007]所述LED显示接口电路，包括有一个显示屏，用于显示中央控制电路所发送的六氟化硫气体微水密度参数；
[0008]所述传感器输入信号电路，用于连接测量传感器，并对测量传感器的测量信号进行处理后发送给中央控制电路；
[0009]所述电源电路，用于连接外部电源，并对外部电源进行降压处理后为中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、通讯电路和主动微波感应电路提供工作电源；
[0010]所述通讯电路，用于使得中央控制电路能与外部的智能电子装置之间相互通信；
[0011]所述主动微波感应电路，用于检测是否有工作人员巡检，在有工作人员巡检时通知中央控制电路实时采集六氟化硫气体微水密度参数，并在LED显示接口电路的显示屏上显示实时数据。
[0012]本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的结构特点也在于:
[0013]所述中央控制电路包括单片机Ul ;所述单片机Ul连接有复位电路、3V电源电路、系统时钟电路、外部时钟电路和指示灯电路；所述复位电路包括复位芯片U8、电阻R21、电阻R24、电容C21 ;所述复位芯片U8与所述单片机Ul相连接；所述电阻R21的两端分别连接在所述复位芯片U8的GND端子和RSET端子上，所述电阻R24的两端分别连接在所述复位芯片U8的VCC端子和MR端子上，所述电容C21的两端也分别连接在所述复位芯片U8的VCC端子和MR端子上，复位芯片U8的VCC端子连接单片机Ul的3.3V电源VDD端子；
[0014]所述3V电源电路包括3V电池BATT、二极管D21和二极管D22 ;所述3V电池BATT的负极接地，所述3V电池BATT的正极连接所述二极管D22的正极，所述二极管D22的负极连接单片机Ul的VBAT端子，所述二极管D21的负极也与单片机Ul的VBAT端子相连接，所述二极管D21的正极连接单片机Ul的3.3V电源VDD端子；
[0015]所述系统时钟电路包括电容C31、电容C32和晶振Y2 ;所述电容C31的一端和所述电容C32的一端相连接后接地，所述电容C31的另一端单片机Ul的RTCX_1端子，所述电容C32的另一端单片机Ul的RTCX_0端子，所述晶振Y2的两端分别连接在单片机Ul的RTCX_1端子和单片机Ul的RTCX_0端子上；
[0016]所述外部时钟电路包括电容C33、电容C34和晶振Yl ;所述电容C33的一端和所述电容C34的一端相连接后接地，所述电容C33的另一端单片机Ul的XTAL_1端子，所述电容C34的另一端单片机Ul的XTAL_0端子，所述晶振Yl的两端分别连接在单片机Ul的XTAL_1端子和单片机Ul的XTAL_0端子上；
[0017]所述指示灯电路包括电阻R25和发光二极管D23 ;所述发光二极管D23的负极接地，所述发光二极管D23的正极通过所述电阻R25与所述单片机Ul相连接。
[0018]所述LED显示接口电路包括芯片U9、电容C303?电容C306和4针接口 JlO ;所述芯片U9与所述单片机Ul相连接，所述电容C303?电容C306的两端均连接在芯片U9上，所述芯片U9的为MAX3232ESA ;所述4针接口 JlO与所述芯片U9相连接，液晶显示屏通过4针接口 JlO与芯片U9相连接。
[0019]所述传感器输入信号电路包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路；所述第一分压电路包括滑动电阻R304和3针接口 J6 ;所述滑动电阻R304的一端接地，所述滑动电阻R304的另一端和滑动端均与所述3针接口 J6相连接；所述3针接口 J6与所述单片机Ul相连接；
[0020]所述第一分压电路包括滑动电阻R305和3针接口 J7 ;所述滑动电阻R305的一端接地，所述滑动电阻R305的另一端和滑动端均与所述3针接口 J7相连接；所述3针接口 J7与所述单片机Ul相连接；
[0021]所述第三分压电路电阻R306和3针接口 J8 ;所述电阻R306的一端接地，所述电阻R306的另一端与所述3针接口 J8相连接，并连接电源VCC ;所述3针接口 J8与所述单片机Ul相连接；
[0022]所述电源电路包括用于提供+5V电压的第一电源电路和用于提供+3.3V电压的第二电源电路；
[0023]所述第一电源电路包括电源芯片U3、电阻R26、电容ClO?电容C14、二极管D3、发光二极管D24和电感L2 ;所述电源芯片U3的VIN端子连接+24V直流电源，所述电源芯片U3的GND端子接地，所述电容ClO?电容C12的一端连接电源芯片U3的VIN端子，所述电容ClO?电容C12的另一端接地；所述二极管D3的负极连接电源芯片U3的VOUT端子，二极管D3的正极接地；所述电感L2的一端连接电源芯片U3的VOUT端子，电感L2的另一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，所述电源芯片U3的FEEDBACK端子为VDD5V输出端；所述电容C13?电容C14的一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，另一端接地；所述电阻R26的一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，另一端通过所述发光二极管D24接地；
[0024]所述第二电源电路包括电源芯片U4、电阻Rll?R13、电阻R27、电容C15?电容C19、二极管D4、发光二极管D25 ;所述电源芯片U4的IN端子连接第一电源电路输出的VDD5V直流电源，所述电源芯片U4的GND端子接地；所述二极管D4的正极和负极分别连接在所述电源芯片U4的OUT端子和IN端子上；所述电阻Rll的一端接地，所述电阻Rll的另一端依次通过电阻R12、电阻R13与二极管D4的正极相连接，所述电阻Rll与电阻R12之间的连接点与电源芯片U4的ADJ端子相连接；所述电容C15并联连接在所述电阻R13的两端；所述电容C16?电容C19之间相互并联连接后的一端接地，另一端与二极管D4的正极相连接；所述电阻R27的一端与二极管D4的正极相连接，另一端通过发光二极管D25接地。
[0025]所述通讯电路包括通信芯片U2、双向稳压管ESD2、电阻R601?R605、三极管Q1、熔断器F7和熔断器F8 ;所述电阻R601的两端分别连接在所述三极管Ql的基极和发射极上，所述三极管Ql的发射极接地，所述三极管Q的集电极与通信芯片U2相连接；所述电阻R602的一端与三极管Ql的基极相连接，另一端与所述单片机Ul相连接；所述电阻R603的一端与三极管Ql的集电极相连接，另一端与所述5V电源VDD相连接；所述电阻R604的一端和电阻R605 —端连接与通信芯片U2相连接，另一端与所述单片机Ul相连接；
[0026]所述双向稳压管ESD2与通信芯片U2相连接，所述熔断器F7和熔断器F8均与所述通信芯片U2相连接。
[0027]所述主动微波感应电路包括三极管Q5、3针接口 J9、电阻R701和电阻R702 ；
[0028]所述电阻R701的一端连接+12V电源且与3针接口 J9相连接，所述R701的另一端连接三极管Q5的集电极并与所述单片机Ul相连接；所述电阻R702的一端与3针接口 J9相连接，所述R702的另一端连接三极管Q5的基极；所述三极管Q5的发射极接地并与3针接口 J9相连接。
[0029]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0030]本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，连接电源和充气接口(对接阀、补气阀)。综合监测装置包括驱动各模块运作的中央控制电路、同中央控制电路相连接以提供监测装置电能的电源电路、同中央控制电路相连接的用以检测的传感器输入信号电路以及通过通讯电路同中央控制电路相连接的智能电子装置(IED)，以便进一步处理检测数据，所述传感器输入信号电路连接设置在一测量气室内的露点传感器、压力传感器和温度传感器，所述气室同充气接口相连接以获取待测量气体。该综合监测装置可以实时监测SF6气体的微水含量、压力、密度、温度，了解SF6气体中微水、压力等变化状况，减少了因微水含量升高、SF6气体泄漏等引起的高压烧毁、电网停电等事故的发生可能。六氟化硫气体微水密度综合监测装置设有一设有一蜂鸣器同中央控制电路连接。
[0031]该监测装置改变了传统的六氟化硫的检测方法，大大减少了六氟化硫气体的排放量，这对保障工作人员的身体健康和减轻环境污染，保障电气设备的安全运行都有着非常重要的意义。变电站内高压设备的绝缘介质SF6气体微水含量、压力、密度、温度的实时监测技术，特别是涉及一种高压开关、GIS (GAS INSULATED SWITCHGEAR，气体绝缘金属封闭开关设备)、HGIS (Hybrid Gas Insulated Switchgear,气体绝缘金属封闭开关设备)等高压设备的SF6气体微水密度综合监测装置，用于变电站的高压开关、GIS、HGIS等一次设备密闭罐体内SF6气体的微水含量、压力、密度、温度的实时监测、就地液晶显示、超限及自检故障声音报警。
[0032]本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，具有可实时监测SF6气体的微水含量、压力、密度、温度等参数、避免因微水含量升高、SF6气体泄漏等引起的设备烧毁或停电事故等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的结构框图。
[0034]图2为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的中央控制电路的电路图。
[0035]图3为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的LED显示接口电路的电路图。
[0036]图4为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的传感器输入信号电路的电路图。
[0037]图5-1为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的第一电源电路的电路图。
[0038]图5-2为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的第二电源电路的电路图。
[0039]图6为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的通讯电路的电路图。
[0040]图7为本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置的主动微波感应电路的电路图。
[0041 ] 以下通过【具体实施方式】，并结合附图对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0042]参见附图1?图7，本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，包括中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路；所述LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路均与所述中央控制电路相连接；
[0043]所述LED显示接口电路，包括有一个显示屏，用于显示中央控制电路所发送的六氟化硫气体微水密度参数；
[0044]所述传感器输入信号电路，用于连接测量传感器，并对测量传感器的测量信号进行处理后发送给中央控制电路；
[0045]所述电源电路，用于连接外部电源，并对外部电源进行降压处理后为中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、通讯电路和主动微波感应电路提供工作电源；
[0046]所述通讯电路，用于使得中央控制电路能与外部的智能电子装置之间相互通信；
[0047]所述主动微波感应电路，用于检测是否有工作人员巡检，在有工作人员巡检时通知中央控制电路实时采集六氟化硫气体微水密度参数，并在LED显示接口电路的显示屏上显示实时数据。
[0048]如图2所示，所述中央控制电路包括单片机Ul ;所述单片机Ul连接有复位电路、3V电源电路、系统时钟电路、外部时钟电路和指示灯电路；所述复位电路包括复位芯片U8、电阻R21、电阻R24、电容C21 ;所述复位芯片U8与所述单片机Ul相连接；所述电阻R21的两端分别连接在所述复位芯片U8的GND端子和RSET端子上，所述电阻R24的两端分别连接在所述复位芯片U8的VCC端子和MR端子上，所述电容C21的两端也分别连接在所述复位芯片U8的VCC端子和MR端子上，复位芯片U8的VCC端子连接单片机Ul的3.3V电源VDD端子；
[0049]所述3V电源电路包括3V电池BATT、二极管D21和二极管D22 ;所述3V电池BATT的负极接地，所述3V电池BATT的正极连接所述二极管D22的正极，所述二极管D22的负极连接单片机Ul的VBAT端子，所述二极管D21的负极也与单片机Ul的VBAT端子相连接，所述二极管D21的正极连接单片机Ul的3.3V电源VDD端子；
[0050]所述系统时钟电路包括电容C31、电容C32和晶振Y2 ;所述电容C31的一端和所述电容C32的一端相连接后接地，所述电容C31的另一端单片机Ul的RTCX_1端子，所述电容C32的另一端单片机Ul的RTCX_0端子，所述晶振Y2的两端分别连接在单片机Ul的RTCX_1端子和单片机Ul的RTCX_0端子上；
[0051]所述外部时钟电路包括电容C33、电容C34和晶振Yl ;所述电容C33的一端和所述电容C34的一端相连接后接地，所述电容C33的另一端单片机Ul的XTAL_1端子，所述电容C34的另一端单片机Ul的XTAL_0端子，所述晶振Yl的两端分别连接在单片机Ul的XTAL_1端子和单片机Ul的XTAL_0端子上；
[0052]所述指示灯电路包括电阻R25和发光二极管D23 ;所述发光二极管D23的负极接地，所述发光二极管D23的正极通过所述电阻R25与所述单片机Ul相连接。
[0053]所述复位芯片U8为SGM811。所述单片机Ul为本发明的监测装置提供稳定可靠的运行环境；u1、U8和各元器件之间的连接见图2所示。外部时钟电路使用外部振荡器产生的脉冲信号，用于多片单片机同时工作，以便于多片单片机之间的同步。系统时钟电路是单片机内部由一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，石英晶体振荡器Y2和两个微调电容，构成了一个稳定的自激振荡器。3V电池BATT为单片机Ul提供3V电源。单片机Ul接通电源时，为发光二极管D23正极提供一个电压，点亮发光二极管D23。
[0054]如图3所示，所述LED显示接口电路包括芯片U9、电容C303?电容C306和4针接口 J1 ;所述芯片U9与所述单片机Ul相连接，所述电容C303?电容C306的两端均连接在芯片U9上，所述芯片U9的为MAX3232ESA ;所述4针接口 JlO与所述芯片U9相连接，液晶显示屏通过4针接口 JlO与芯片U9相连接。
[0055]max3232采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能，器件仅需四个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。max3232确保在120kbps数据速率，同时保持RS-232输出电平。
[0056]max3232具有二路接收器和二路驱动器，提供IuA关断模式，有效降低功效并延迟便携式产品的电池使用寿命。关断模式下，接收器保持有效状态，对外部设备进行监测，仅消耗IuA电源电流，max3232的引脚、封装和功能分别与工业标准MAX242和MAX232兼容。即使工作在高数据速率下，max3232仍然能保持RS-232标准要求的正负5.0V最小发送器输出电压。通过RS232串口连接LED显示屏，以实时显示单片机给出的数据。
[0057]如图4所示，所述传感器输入信号电路包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路；所述第一分压电路包括滑动电阻R304和3针接口 J6 ;所述滑动电阻R304的一端接地，所述滑动电阻R304的另一端和滑动端均与所述3针接口 J6相连接；所述3针接口J6与所述单片机Ul相连接；
[0058]所述第一分压电路包括滑动电阻R305和3针接口 J7 ;所述滑动电阻R305的一端接地，所述滑动电阻R305的另一端和滑动端均与所述3针接口 J7相连接；所述3针接口 J7与所述单片机Ul相连接；
[0059]所述第三分压电路电阻R306和3针接口 J8 ;所述电阻R306的一端接地，所述电阻R306的另一端与所述3针接口 J8相连接，并连接电源VCC ;所述3针接口 J8与所述单片机Ul相连接；
[0060]通过三个分压电路连接测量传感器，将测量传感器测得的模拟信号进行分压处理后发给单片机，实现参数的实时采集。所述3针接口与传感器的信号端相连接，以获取传感器的测量信号。滑动电阻实现分压目的，并将处理后的信号发给单片机U1。
[0061]如图5-1和5-2所不,所述电源电路包括用于提供+5V电压的第一电源电路和用于提供+3.3V电压的第二电源电路；
[0062]如图5-1所示，所述第一电源电路包括电源芯片U3、电阻R26、电容ClO?电容C14、二极管D3、发光二极管D24和电感L2 ;所述电源芯片U3的VIN端子连接+24V直流电源，所述电源芯片U3的GND端子接地，所述电容ClO?电容C12的一端连接电源芯片U3的VIN端子，所述电容ClO?电容C12的另一端接地；所述二极管D3的负极连接电源芯片U3的VOUT端子，二极管D3的正极接地；所述电感L2的一端连接电源芯片U3的VOUT端子，电感L2的另一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，所述电源芯片U3的FEEDBACK端子为VDD5V输出端；所述电容C13?电容C14的一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，另一端接地；所述电阻R26的一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，另一端通过所述发光二极管D24接地；
[0063]如图5-2所示，所述第二电源电路包括电源芯片U4、电阻Rll?R13、电阻R27、电容C15?电容C19、二极管D4、发光二极管D25 ;所述电源芯片U4的IN端子连接第一电源电路输出的VDD5V直流电源，所述电源芯片U4的GND端子接地；所述二极管D4的正极和负极分别连接在所述电源芯片U4的OUT端子和IN端子上；所述电阻Rll的一端接地，所述电阻Rll的另一端依次通过电阻R12、电阻R13与二极管D4的正极相连接，所述电阻Rll与电阻R12之间的连接点与电源芯片U4的ADJ端子相连接；所述电容C15并联连接在所述电阻R13的两端；所述电容C16?电容C19之间相互并联连接后的一端接地，另一端与二极管D4的正极相连接；所述电阻R27的一端与二极管D4的正极相连接，另一端通过发光二极管D25接地。
[0064]第一电源电路为系统提供+5V电源，第二电源电路为系统提供+3.3V电源。两个电源电路通过两个发光二极管为电源指示灯。通过两个电源电路为LED显示屏、传感器和单片机提供稳定的工作电源。
[0065]如图6所示，所述通讯电路包括通信芯片U2、双向稳压管ESD2、电阻R601?R605、三极管Q1、熔断器F7和熔断器F8 ;所述电阻R601的两端分别连接在所述三极管Ql的基极和发射极上，所述三极管Ql的发射极接地，所述三极管Q的集电极与通信芯片U2相连接；所述电阻R602的一端与三极管Ql的基极相连接，另一端与所述单片机Ul相连接；所述电阻R603的一端与三极管Ql的集电极相连接，另一端与所述5V电源VDD相连接；所述电阻R604的一端和电阻R605 —端连接与通信芯片U2相连接，另一端与所述单片机Ul相连接；
[0066]所述双向稳压管ESD2与通信芯片U2相连接，所述熔断器F7和熔断器F8均与所述通信芯片U2相连接。
[0067]所述通讯电路的各部件之间的连接关系见图6所示，该电路用于实时地向上位机发送可靠的数据。
[0068]如图7所示，所述主动微波感应电路包括三极管Q5、3针接口 J9、电阻R701和电阻R702 ；
[0069]所述电阻R701的一端连接+12V电源且与3针接口 J9相连接，所述R701的另一端连接三极管Q5的集电极并与所述单片机Ul相连接；所述电阻R702的一端与3针接口 J9相连接，所述R702的另一端连接三极管Q5的基极；所述三极管Q5的发射极接地并与3针接口 J9相连接。
[0070]本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，中央控制电路所述的外部直流电源适配器供电电源用于给所述的SF6气体微水密度综合监测仪提供电源，所述的SF6气体微水密度综合监测仪与智能电子装置相连通过通讯接口实现RS485通讯的光电隔离。
[0071]本发明的SF6气体微水密度综合监测装置的结构示意图如图1所示。中央控制电路连接的24V直流外部电源适配器用于给所述的SF6气体微水密度综合监测仪提供电源，所述的SF6气体微水密度综合监测仪与高压开关、GIS、HGIS设备相连通过对接阀门实现SF6气体的载入，所述的高压开关、GIS、HGIS设备通过SF6气体微水密度综合监测仪的补气阀进行SF6气体补充和离线测量。设置防雨罩为SF6气体微水压力密度综合监测仪户外防水外罩。
[0072]所述的中央控制电路选用采用了 Tail-Chaining中断技术的低功耗32位微处理器。所述的RS485通讯接口选用光电隔离一体化通讯模块，具有体积小、抗干扰性强的特点。
[0073]当工作人员巡视高压开关、GIS、HGIS设备时，经过或停留在SF6气体微水密度综合监测仪前方，主动微波感应电路发射出的微波信号通过人体移动感应，主动微波感应电路接收反射的移动信号，经过中央控制电路分析处理后，控制LED液晶显示模块显示SF6气体微水密度综合监测仪实时的监测参数值及状态分析结果，比如微水含量30ppm、压力
0.62MPa、温度28摄氏度、状态正常。达到工作人员通过液晶显示模块就地提示状态信息直接了解高压开关、GIS、HGIS设备的绝缘状况，提高工作效率。
[0074]监测状态信息是否正常的蜂鸣器，通过蜂鸣器声音不同频率的提醒，利于工作人员通过耳朵直接判断是高压开关、GIS、HGIS设备的绝缘状况出现异常还是SF6气体微水密度综合监测仪自身工作状态出现异常，对装置本身进行自检，利于工作人员及时的对SF6气体微水密度综合监测仪进行维护。工作人员在了解蜂鸣器报警原因后可通过复位开关解除报警。
[0075]所述的补气阀用于高压开关、GIS、HGIS等高压设备密闭气罐补气使用，所述的对接阀用于SF6气体微水密度综合监测仪与高压开关、GIS、HGIS等高压设备之间气路连接和进行气体交换，所述的防雨罩用于给SF6气体微水密度综合监测仪的户外防水保护。
[0076]本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，可以实时监测SF6气体的微水含量、压力、密度、温度，了解SF6气体中微水、压力等变化状况，减少了因微水含量升高、SF6气体泄漏等引起的高压烧毁、电网停电等事故的发生可能。
[0077]为了对高压开关、GIS、HGIS等高压设备密闭气罐内SF6气体的监测，本发明提供了一种SF6气体微水密度综合监测装置，可以实时监测SF6气体的微水含量、压力、密度、温度，了解SF6气体中微水、压力等变化状况，减少了因微水含量升高、SF6气体泄漏等引起的SF6高压开关、GIS、HGIS设备烧毁、停电等事故的发生可能，在杜绝事故引发停电导致的社会不良影响和社会企业的生产损失。
[0078]本发明的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，连接电源和充气接口(对接阀、补气阀)。综合监测装置包括驱动各模块运作的中央控制电路、同中央控制电路相连接以提供监测装置电能的电源电路、同中央控制电路相连接的用以检测的传感器输入信号电路以及通过通讯电路同中央控制电路相连接的智能电子装置(IED)，以便进一步处理检测数据，所述传感器输入信号电路连接设置在一测量气室内的露点传感器、压力传感器和温度传感器，所述气室同充气接口相连接以获取待测量气体。该综合监测装置可以实时监测SF6气体的微水含量、压力、密度、温度，了解SF6气体中微水、压力等变化状况，减少了因微水含量升高、SF6气体泄漏等引起的高压烧毁、电网停电等事故的发生可能。六氟化硫气体微水密度综合监测装置设有一设有一蜂鸣器同中央控制电路连接。
[0079]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，包括中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路；所述LED显示接口电路、传感器输入信号电路、电源电路、通讯电路和主动微波感应电路均与所述中央控制电路相连接； 所述LED显示接口电路，包括有一个显示屏，用于显示中央控制电路所发送的六氟化硫气体微水密度参数； 所述传感器输入信号电路，用于连接测量传感器，并对测量传感器的测量信号进行处理后发送给中央控制电路； 所述电源电路，用于连接外部电源，并对外部电源进行降压处理后为中央控制电路、LED显示接口电路、传感器输入信号电路、通讯电路和主动微波感应电路提供工作电源；所述通讯电路，用于使得中央控制电路能与外部的智能电子装置之间相互通信； 所述主动微波感应电路，用于检测是否有工作人员巡检，在有工作人员巡检时通知中央控制电路实时采集六氟化硫气体微水密度参数，并在LED显示接口电路的显示屏上显示实时数据。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，(如图2所示，)所述中央控制电路包括单片机Ul ;所述单片机Ul连接有复位电路、3V电源电路、系统时钟电路、外部时钟电路和指示灯电路；所述复位电路包括复位芯片U8、电阻R21、电阻R24、电容C21 ;所述复位芯片U8与所述单片机Ul相连接；所述电阻R21的两端分别连接在所述复位芯片U8的GND端子和RSET端子上，所述电阻R24的两端分别连接在所述复位芯片U8的VCC端子和MR端子上，所述电容C21的两端也分别连接在所述复位芯片U8的VCC端子和MR端子上，复位芯片U8的VCC端子连接单片机Ul的3.3V电源VDD端子； 所述3V电源电路包括3V电池BATT、二极管D21和二极管D22 ;所述3V电池BATT的负极接地，所述3V电池BATT的正极连接所述二极管D22的正极，所述二极管D22的负极连接单片机Ul的VBAT端子，所述二极管D21的负极也与单片机Ul的VBAT端子相连接，所述二极管D21的正极连接单片机Ul的3.3V电源VDD端子； 所述系统时钟电路包括电容C31、电容C32和晶振Y2 ;所述电容C31的一端和所述电容C32的一端相连接后接地，所述电容C31的另一端单片机Ul的RTCX_1端子，所述电容C32的另一端单片机Ul的RTCX_0端子，所述晶振Y2的两端分别连接在单片机Ul的RTCX_1端子和单片机Ul的RTCX_0端子上； 所述外部时钟电路包括电容C33、电容C34和晶振Yl ;所述电容C33的一端和所述电容C34的一端相连接后接地，所述电容C33的另一端单片机Ul的XTAL_1端子，所述电容C34的另一端单片机Ul的XTAL_0端子，所述晶振Yl的两端分别连接在单片机Ul的XTAL_1端子和单片机Ul的XTAL_0端子上； 所述指示灯电路包括电阻R25和发光二极管D23 ;所述发光二极管D23的负极接地，所述发光二极管D23的正极通过所述电阻R25与所述单片机Ul相连接。
3.根据权利要求1所述的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，(如图3所示，)所述LED显示接口电路包括芯片U9、电容C303?电容C306和4针接口 JlO ;所述芯片U9与所述单片机Ul相连接，所述电容C303?电容C306的两端均连接在芯片U9上，所述芯片U9的为MAX3232ESA ;所述4针接口 JlO与所述芯片U9相连接，液晶显示屏通过4针接口 JlO与芯片U9相连接。
4.根据权利要求1所述的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，(如图4所示，)所述传感器输入信号电路包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路；所述第一分压电路包括滑动电阻R304和3针接口 J6 ;所述滑动电阻R304的一端接地，所述滑动电阻R304的另一端和滑动端均与所述3针接口 J6相连接；所述3针接口 J6与所述单片机Ul相连接； 所述第一分压电路包括滑动电阻R305和3针接口 J7 ;所述滑动电阻R305的一端接地，所述滑动电阻R305的另一端和滑动端均与所述3针接口 J7相连接；所述3针接口 J7与所述单片机Ul相连接； 所述第三分压电路电阻R306和3针接口 J8 ;所述电阻R306的一端接地，所述电阻R306的另一端与所述3针接口 J8相连接，并连接电源VCC ;所述3针接口 J8与所述单片机Ul相连接。
5.根据权利要求1所述的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，(如图5-1和5-2所示，)所述电源电路包括用于提供+5V电压的第一电源电路和用于提供+3.3V电压的第二电源电路； (如图5-1所示，)所述第一电源电路包括电源芯片U3、电阻R26、电容ClO?电容C14、二极管D3、发光二极管D24和电感L2 ;所述电源芯片U3的VIN端子连接+24V直流电源，所述电源芯片U3的GND端子接地，所述电容ClO?电容C12的一端连接电源芯片U3的VIN端子，所述电容ClO?电容C12的另一端接地；所述二极管D3的负极连接电源芯片U3的VOUT端子，二极管D3的正极接地；所述电感L2的一端连接电源芯片U3的VOUT端子，电感L2的另一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，所述电源芯片U3的FEEDBACK端子为VDD5V输出端；所述电容C13?电容C14的一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，另一端接地；所述电阻R26的一端连接电源芯片U3的FEEDBACK端子，另一端通过所述发光二极管D24接地； (如图5-2所示，)所述第二电源电路包括电源芯片U4、电阻Rll?R13、电阻R27、电容C15?电容C19、二极管D4、发光二极管D25 ;所述电源芯片U4的IN端子连接第一电源电路输出的VDD5V直流电源，所述电源芯片U4的GND端子接地；所述二极管D4的正极和负极分别连接在所述电源芯片U4的OUT端子和IN端子上；所述电阻Rll的一端接地，所述电阻Rll的另一端依次通过电阻R12、电阻R13与二极管D4的正极相连接，所述电阻Rll与电阻R12之间的连接点与电源芯片U4的ADJ端子相连接；所述电容C15并联连接在所述电阻R13的两端；所述电容C16?电容C19之间相互并联连接后的一端接地，另一端与二极管D4的正极相连接；所述电阻R27的一端与二极管D4的正极相连接，另一端通过发光二极管D25接地。
6.根据权利要求1所述的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，(如图6所示，)所述通讯电路包括通信芯片U2、双向稳压管ESD2、电阻R601?R605、三极管Q1、熔断器F7和熔断器F8 ;所述电阻R601的两端分别连接在所述三极管Ql的基极和发射极上，所述三极管Ql的发射极接地，所述三极管Q的集电极与通信芯片U2相连接；所述电阻R602的一端与三极管Ql的基极相连接，另一端与所述单片机Ul相连接；所述电阻R603的一端与三极管Ql的集电极相连接，另一端与所述5V电源VDD相连接；所述电阻R604的一端和电阻R605 —端连接与通信芯片U2相连接，另一端与所述单片机Ul相连接； 所述双向稳压管ESD2与通信芯片U2相连接，所述熔断器F7和熔断器F8均与所述通信芯片U2相连接。
7.根据权利要求1所述的六氟化硫气体微水密度综合监测装置，其特征是，(如图7所示，)所述主动微波感应电路包括三极管Q5、3针接口 J9、电阻R701和电阻R702 ； 所述电阻R701的一端连接+12V电源且与3针接口 J9相连接，所述R701的另一端连接三极管Q5的集电极并与所述单片机Ul相连接；所述电阻R702的一端与3针接口 J9相连接，所述R702的另一端连接三极管Q5的基极；所述三极管Q5的发射极接地并与3针接口 J9相连接。
【文档编号】G01D21/02GK104165657SQ201410438380
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】郑亮, 张晓健, 辛永生, 温辉斌, 李 瑞 申请人:国网安徽省电力公司淮南供电公司