本发明涉及气体泄漏检测装置精度的测量技术领域，具体涉及一种标定sf6气体泄漏检测装置精度的系统及其使用方法。
背景技术
六氟化硫气体(sf6)是一种无色、无味、无毒、化学性质稳定、绝缘性能极佳的人造惰性气体。sf6气体具有极强的化学稳定性，在压强为一个大气压且温度高达500℃时，sf6气体仍然不与电气设备中常用的金属以及其他有机材料发生化学反应。sf6气体有极佳的绝缘特性，在通电条件下，sf6气体形成sf5+，同时sf6分子具有较强的电负性，很容易吸附自由电子而结合成为活动性较低的稳定负离子，这种直径更大的负离子在电场中自由形成很短难以积累，并且所述稳定负离子与sf5+二者的质量都很大，行动迟缓，两者再次结合成为2个sf6气体分子的几率大大增加，因此，在1个大气压下的均匀电场中，sf6的绝缘性能是空气的2～3倍，在4个大气压下，其绝缘性能相当于变压器油。在高压电气领域中开关在开合的瞬间会打出电弧，不做处理的话会导致开关的烧毁，sf6气体有很强的灭弧性能，在电弧的作用下接受电能而分解成低氟化合物但电弧过零时，低氟化合物则急速再结合成sf6，故弧隙介质强度恢复过程极快，所以电弧弧柱的导电率高，燃弧电压低，弧柱能量小。综合以上三点原因，sf6气体主要用于电气设备中的绝缘和灭弧。
sf6虽然无毒，但是其分解而成的低氟化物毒性极强，一旦发生sf6气体泄漏，由于空气流通极其缓慢，毒性分解物在室内沉积，不易排出，从而对进入sf6开关室的工作人员产生极大的危险；同时由于sf6气体的比重较氧气大，当发生sf6气体泄漏时sf6气体将在低层空间积聚，造成局部缺氧，使人窒息；再者，由于sf6气体本身无色无味，发生泄漏后不易让人察觉，这就增加了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性，严重威胁人员的安全和健康，甚至造成恶性事故；最后sf6气体的泄露会降低设备绝缘能力，影响设备安全运行，对sf6电气设备的日常监督和维护工作变得日益重要，sf6气体的泄漏检测是设备投入运行和日常维护工作的重要环节。检测sf6气体是否泄漏需要使用到sf6气体泄漏检测装置，为保证sf6气体泄漏检测装置的测量精度，需要对sf6气体泄漏检测装置进行预先标定，标定的精度直接影响装置日后的测量精度。
电子秤出厂前需要用标准砝码进行标定，如果天平显示数值是标准砝码的质量则电子秤的精度满足出厂要求，如果电子秤显示数值与标准砝码的质量有偏差则说明电子秤的精度出现了偏差，厂家需要利用其技术手段进行修正，修正后重新标定方可出厂。对于气体测量类仪器来说，进行出厂前标定就比较麻烦，与标准砝码质量固定不同，气体具有流动性和扩散性，因此无法将标准浓度的气体直接放置在气体测量类仪器上进行上述过程的标定，而是需要将待标定的气体测量类仪器放入一个充满标准浓度气体的环境中进行测量和对比。因此目前现有的sf6气体浓度标定方法为：使用复杂的配气装置，将sf6气体泄漏检测装置放入气室，持续不断地向气室中输送提前配置好的sf6标准浓度气体，保证气室中sf6气体与sf6标准浓度气体的浓度一致，依据此时sf6气体泄漏检测装置显示的浓度数值是否与通入气室的sf6标准浓度气体的浓度相同，从而判断sf6气体泄漏检测装置精度是否符合标准。同时为了保证sf6气体泄漏检测装置在整个量程范围内都能保证测量的精度，需要对量程范围内不同测量点的精度进行标定，而每个测量点精度的标定均需要单独配置其所对应的sf6标准浓度气体。
该方法存在主要问题为：第一，配气装置复杂，昂贵；第二，标定量程范围内不同检测点的精度，需要配置并通入每个检测点所对应的sf6标准浓度气体直至气室内sf6气体浓度与sf6标准浓度气体的浓度一致，这对于本就昂贵的sf6气体造成了浪费；第三，每次标定一个测量点之前均需将上次测量标定所残留sf6气体排空，使得标定的时间过长造成标定效率低下；第四，大量排出的sf6气体会造成空气污染；第五，通过不断地向气室中输送标准浓度的sf6气体的方式，只能认为充气的时间足够长，残留气体基本排空了，气室中的sf6气体浓度十分接近sf6标准浓度气体，但是最终气室中的sf6气体浓度具体是多少，无法衡量。
本发明利用sf6气体不溶于水的特性，制造一种简易的标定sf6气体泄漏检测装置精度的系统，仅需配置一种标准浓度的sf6气体并同时配合换气装置即可方便快速地配置不同体积分数的sf6对照气，并且能精确提供每个检测点标定时所需sf6气体的体积分数，整个标定过程中sf6气体消耗少，测试效率高，环境污染小。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种标定sf6气体泄漏检测装置精度的系统及其使用方法，用以解决现有sf6气体泄漏检测装置检测中存在的sf6气体的浪费，气室中的sf6对照气的实际浓度不能确定以及每次标定均需将上次标定所需的sf6气体排空而导致的标定效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种标定sf6气体泄露检测装置精度的系统，其特征在于：
所述系统包括配气装置以及换气装置；
所述配气装置包括储水槽、支架以及量杯，所述储水槽内部盛有水，所述支架放置于储水槽内部且支架顶面低于水面，所述量杯倒扣于所述支架顶面，所述量杯侧壁设置有刻度，所述刻度沿量杯开口至底部方向依次减小；
所述换气装置包括导气管、真空部、标准气体部以及空气部，所述导气管首端伸入所述量杯底部且末端依靠第一接头同时与真空部首端、标准气体部首端以及空气部首端连接，所述真空部末端为真空泵，所述标准气体部末端为标准气体压力罐，所述空气部末端连通空气。
优选地，所述储水槽内水面至支架顶面之间的水的体积大于所述量杯的量程。
优选地，所述支架顶面设置有通孔，所述导气管一端从支架底部穿过通孔活动粘接于所述量杯内靠近底面处。
优选地，所述换气装置还包括主进气管，所述真空部还包括抽气管，所述标准气体部还包括标准气体进气管，所述空气部为空气进气管；
所述主进气管首端和所述抽气管首端通过第一接头同时连接于所述导气管末端，所述主进气管末端通过第二接头同时与标准气体进气管首端以及空气进气管首端连接，所述抽气管末端连接有真空泵，所述标准气体进气管末端连接标准气体压力罐，所述空气进气管末端连通空气。
优选地，所述抽气管、标准气体进气管以及空气进气管上分别串接有阀门，所述抽气管上的阀门为第一阀门，所述标准气体进气管上的阀门为第二阀门，所述空气进气管上的阀门为第三阀门。
其优点在于：通过本发明的简易装置，并结合换气装置对配气装置中量杯内部气体的置换作用，仅需配置一种标准浓度的sf6气体即可方便快速地配置不同体积分数的sf6对照气，sf6气体消耗少，检测效率高，并且能精确提供每个检测点标定时所需sf6气体的体积分数，且在同一封闭量杯内配制环境污染小。
一种标定sf6气体泄露检测装置精度的系统的使用方法，其特征在
于：所述使用方法包括以下步骤：
步骤s1，将sf6气体泄漏检测装置的传感器探头活动粘接于所述量杯底部，量杯倒扣于支架顶面且量杯开口位于水面以下；
步骤s2，配合真空部抽气和标准气体部进气对量杯内气体进行的置换操作，在量杯内直接配制sf6气体泄漏检测装置的多个待检测点中最高sf6体积分数检测点标定所需的sf6对照气，所述sf6对照气的体积分数与所述标准气体压力罐中sf6气体的体积分数相对误差小于0.1％即满足标定要求，然后对最高sf6体积分数检测点进行标定，将此时sf6气体泄漏检测装置中显示的数值与量杯内sf6对照气的体积分数进行对比，误差范围在±5％以内则最高sf6体积分数检测点满足精度要求；
步骤s3，配合真空部抽气和空气部进气对量杯内气体进行的置换操作，在量杯内依次配制剩余多个待检测点标定所需的sf6对照气并对每个待检测点的精度进行标定，配制剩余多个待检测点标定所需的sf6对照气的顺序是按照多个检测点所检测的sf6体积分数依次减小的顺序进行，将每个待检测点所需的sf6对照气配制完成后开始进行对应检测点精度的标定，将标定时sf6气体泄漏检测装置中显示的稳定数值与量杯中sf6对照气的体积分数进行对比，误差范围在±5％以内则说明每个检测点满足精度要求。
优选地，对sf6气体泄漏检测装置中每个检测点标定时，本次标定所需的量杯(13)内sf6对照气体积分数a的计算公式为：a＝(v剩余×a上+v加×a标)÷v量杯，其中v剩余为本次置换过程中真空部抽气后量杯内剩余的气体的体积，a上为上一次气体标定时量杯内sf6对照气的体积分数，v加为本次气体置换时充入的标准气体压力罐中sf6气体的体积或空气的体积，a标为标准气体压力罐中sf6气体的体积分数，v量杯为量杯的量程。
优选地，所述标准气体压力罐中sf6气体的体积分数与sf6泄露检测装置量程范围内多个待检测点所对应的最高sf6体积分数相同。
优选地，所述步骤s2中sf6气体泄漏检测装置的多个待检测点中最高sf6体积分数检测点标定所需的sf6对照气的配置过程包括以下步骤：步骤s201，关闭第二阀门以及第三阀门，打开第一阀门真空泵抽气至量杯内水面上升至量杯侧壁刻度为v剩余处；步骤s202，关闭第一阀门以及第三阀门，打开第二阀门，通入sf6标准气体至v量杯处；步骤s203，重复上述步骤s201以及步骤s202二到三次至量杯内sf6对照气的体积分数经公式计算相比标准气体压力罐中sf6标准气体的体积分数的相对误差为0.1％以内，满足sf6气体泄漏检测装置中对最高sf6体积分数检测点标定的精度要求。
优选地，所述步骤s3中剩余每个待检测点标定所需的sf6对照气的配置过程包括以下步骤：步骤s301，先关闭第二阀门以及第三阀门，打开第一阀门真空泵抽走量杯内部分气体至v剩余；步骤s302，关闭第一阀门以及第二阀门，打开第三阀门，充入空气至气体体积到量杯的量程v量杯处，直接将上一次检测点标定所需的sf6气体的体积分数稀释至本次检测点标定所需的sf6气体的体积分数。
本发明具有如下优点：
本发明公开了一种标定sf6气体泄漏检测装置精度的系统及其使用方法，所述系统包括配气装置以及换气装置；配气装置包括内部放置支架且盛有水的储水槽、倒扣于支架顶面且开口位于水面下的量杯，换气装置包括导气管、真空部、标准气体部和空气部，导气管首端伸入量杯底部且末端同时与真空部首端、标准气体部首端以及空气部首端连接，真空部末端为真空泵，标准气体部末端为标准气体压力罐，空气部末端连通空气；sf6气体泄漏检测装置的传感器探头伸入量杯底部，通过真空部、标准气体部以及空气部对量杯内部气体的置换作用，实现了在同一封闭量杯内对sf6气体泄漏检测装置中多个待检测点各自所需的sf6对照气的配制，并对多个待检测点的精度进行标定；本发明利用sf6气体不溶于水的特性，制造一种简易的标定sf6气体泄漏检测装置精度的装置，仅需配置一种标准浓度的sf6气体并同时配合换气装置即可方便快速的在量杯中配制出不同体积分数的sf6对照气，实现了sf6气体泄漏检测装置中多个待检测点的标定，并且能精确提供每个检测点标定时所需sf6气体的体积分数，整个标定过程中sf6气体消耗少，测试效率高，环境污染小。
附图说明
图1为本发明实施例1中的一种标定sf6气体泄漏检测装置精度的系统结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种标定sf6气体泄露检测装置精度的系统，所述系统包括标定sf6气体配置装置1以及换气装置2。标准配气装置包括储水槽11、支架12以及量杯13，储水槽11内部盛有水，支架12放置于储水槽11内部且支架12顶面低于水面，量杯13倒扣于支架12顶面，量杯13侧壁设置有刻度，所述刻度沿量杯开口至底部方向依次减小；
换气装置2包括导气管21、真空部22、标准气体部23、主进气管24以及空气部，真空部22包括真空泵221以及抽气管222，标准气体部23包括标准气体压力罐231以及标准气体进气管232，空气部为空气进气管25。导气管21首端伸入量杯13底部且末端依靠第一接头31同时与主进气管24首端以及抽气管222首端连接，主进气管24末端依靠第二接头32同时与空气进气管25的首端以及标准气体进气管232的首端连接，本实施例中第一接头31以及第二接头32均为y型管，空气进气管25的末端与空气连通，标准气体进气管232的末端与标准气体压力罐231连接，抽气管222、标准气体进气管232以及空气进气管25上分别串接有阀门4，抽气管222上的阀门4为第一阀门41，标准气体进气管232上的阀门4为第二阀门42，空气进气管25上的阀门4为第三阀门43。当使用本系统时，储水槽11内水面至支架12顶面之间的水的体积要大于所述量杯13的量程，这样才能保证在检测的过程中当水充满量杯13时，量杯13开口仍然在储水槽11的水面之下，量杯13内气体不泄露。
作为本实施例的一个优选实施例，支架12顶面设置有通孔121，导气管21的首端从支架12底部穿过通孔121活动粘接于量杯13内靠近底面的侧壁上，这样可以保证量杯13的杯口平放在支架12顶面上，不会因为线路通过量杯口而导致杯口不平而无法读数。
实施例2
本实施例提供一种标定sf6气体泄露检测装置精度的系统的使用方法，为了保证sf6气体泄漏检测装置在整个量程范围内都能保证测量的精度，需要选取sf6气体泄漏检测装置量程范围内多个检测点并对每个检测点的精度进行标定，而每个检测点精度的标定均需要其所对应的sf6对照气，本实施例可实现在同一个量杯13内按照多个待检测点对应的sf6体积分数递减的顺序中依次配制每个检测点标定所需的sf6对照气，并在每次配制完sf6对照气后进行对应检测点精度的标定。
所述使用方法包括以下步骤：
步骤s1，气体泄漏检测装置包括两部分，气体泄露检测装置主机以及传感器探头。传感器探头从支架12底部穿过通孔121活动粘接于量杯13侧壁靠近底部处，量杯13倒扣于支架12顶面且量杯13开口位于水面以下，传感器探头将量杯13内部sf6对照气的体积分数的数值传输至气体泄露检测装置主机，气体泄露检测装置主机可以根据传感器探头所探测到的量杯内的sf6的体积分数显示数值；
步骤s2，配合真空部22抽气和标准气体部23进气对量杯13内气体进行的置换操作，在量杯13内直接配制sf6气体泄漏检测装置的多个待检测点中最高sf6体积分数检测点标定所需的sf6对照气。sf6对照气的体积分数与标准气体压力罐中sf6气体的体积分数相对误差小于0.1％即满足标定要求，标准气体压力罐中sf6气体的体积分数与sf6泄露检测装置量程范围内多个待检测点所对应的最高sf6体积分数相同。然后对最高sf6体积分数检测点进行标定，将此时sf6气体泄漏检测装置中显示的数值与量杯13内sf6对照气的体积分数进行对比，误差范围在±5％以内则最高sf6体积分数检测点满足精度要求，误差范围在±5％之外的则需要工厂重新矫正sf6气体泄漏检测装置后再次进行标定；
步骤s3，配合真空部22抽气和空气部进气对量杯内气体进行的置换操作，在量杯13内依次配制剩余多个待检测点标定所需的sf6对照气并对每个待检测点的精度进行标定，配制剩余多个待检测点标定所需的sf6对照气的顺序是按照多个检测点所检测的sf6体积分数依次减小的顺序进行，每次标定时将sf6气体泄漏检测装置中显示的数值与量杯中sf6对照气的体积分数进行对比，误差范围在±5％以内则说明每个检测点满足精度要求。
sf6气体泄漏检测装置中每个待检测点标定所需的量杯13内sf6对照气的体积分数的计算公式为：a＝(v剩余×a上+v加×a标)÷v量杯，其中a为本次标定所需的量杯13内sf6对照气的体积分数，v剩余为本次置换过程中真空部22抽气后量杯13内剩余的气体的体积，a上为上一次气体标定时量杯13内sf6气体的体积分数，v加为本次气体置换时充入的标准气体压力罐231中sf6气体的体积或空气的体积，a标为标准气体压力罐231中sf6气体的体积分数，v量杯为量杯的量程。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上提供一种对sf6气体泄漏检测装置的多个待检测点中最高sf6体积分数检测点标定所需的sf6对照气的配置过程，标准气体压力罐231中sf6气体的体积分数与sf6泄露检测装置量程范围内多个待检测点所对应的最高sf6体积分数相同。包括以下步骤：步骤s201，关闭第二阀门42以及第三阀门43，打开第一阀门41抽气至量杯13内水面上升至量杯13侧壁刻度为v剩余处；步骤s202，关闭第一阀门41以及第三阀门43，打开第二阀门42，通入sf6标准气体至v量杯处；步骤s203，重复上述第一步以及第二步操作二到三次直至量杯13内sf6对照气的体积分数经公式计算相比标准气体压力罐231中sf6气体的体积分数的相对误差为0.1％以内，满足sf6气体泄漏检测装置的精度标定要求。
本实施例中量杯的量程为2000ml，单位刻度量程为200ml，所选取的sf6气体泄漏检测装置量程范围内的多个待检测点所对应的sf6体积分数最高标准值为100％，标准气体压力罐中sf6气体的体积分数也为100％，步骤s201，关闭第二阀门42以及第三阀门43，打开第一阀门41抽气至量杯13内水面上升至量杯13侧壁刻度为200ml处；步骤s202，关闭第一阀门41以及第三阀门43，打开第二阀门42，通入标准气体压力罐231中sf6标准气体至2000ml处；依据公式a＝(v剩余×a上+v加×a标)÷v量杯(在本实施例中v加代表抽真空结束后为了达到量杯的量程所需加入的标准气体压力罐中sf6气体的体积)，v剩余为200ml，a上数值为0，v加为1800ml，代入公式得到此时量杯13中sf6气体的体积分数a为90％，然后重复步骤s201以及步骤s202，依据公式求得第二次置换后量杯13中sf6气体的体积分数a为99％，再次重复步骤s201以及步骤s202，依据公式求得第二次置换后量杯13中sf6气体的体积分数a为99.9％，此时量杯13内sf6气体的体积分数经公式计算相对于标准气体压力罐231中sf6气体的体积分数的相对误差为0.1％以内，满足sf6气体泄漏检测装置的精度标定要求，由于在本实施例中单位刻度量程为200ml因此为了便于抽气以及充气时易观察，通常抽气以及充气时选用200ml的整数倍。
实施例4
本实施例在实施例2的基础上提供一种对sf6气体泄漏检测装置的剩余多个待检测点所需的sf6对照气的配置过程，配制sf6对照气是按照多个待检测点对应的sf6体积分数依次减小的顺序进行，所述配置过程包括以下步骤：步骤s301，先关闭第二阀门42以及第三阀门43，打开第一阀门41真空泵221抽走量杯13内部分气体至v剩余；步骤s302，关闭第一阀门41以及第二阀门42，打开第三阀门43，充入空气至气体体积到量杯的量程v量杯处，将前一次检测点标定所需的sf6气体的体积分数稀释至本次检测点标定所需的sf6气体的体积分数，依据公式a＝(v剩余×a上+v加×a标)÷v量杯(在本实施例中v加代表抽真空结束后为了达到量杯的量程所需加入的空气的体积)计算出量杯中该检测点对应的sf6对照气的具体体积分数，并将其与sf6气体泄露检测装置主机中显示的稳定数值进行对比，误差范围在±5％以内则说明该检测点满足精度要求。
实施例5
结合实施例3以及实施例4，针对测量范围为30％-100％的sf6气体泄漏检测装置的多个待检测点精度检测，本实施例通过换气装置的换气操作，并在每次换气操作结束后依据公式a＝(v剩余×a上+v加×a标)÷v量杯所计算的量杯中sf6对照气的体积分数，提供一组用于检测sf6气体泄漏检测装置精度所需的sf6对照气的体积分数。置换次数1-3时，v加代表抽真空结束后为了达到量杯的量程所需加入的标准气体压力罐231中sf6气体的体积，通过加入标准气体压力罐231中sf6气体增大量杯13中sf6气体的体积分数，使得量杯13中sf6对照气的体积分数与标准气体压力罐231中sf6气体的体积分数相对误差小于0.1％；置换次数4-9在本实施例中v加代表抽真空结束后为了达到量杯13的量程所需加入的空气的体积，通过加入空气逐渐减小量杯13中sf6对照气的体积分数，从而实现了仅在本发明所提供的简易装置中，在同一量杯封闭状态下即可完成按照待检测点对应的sf6体积分数逐渐减小的顺序对多个检测点所需sf6对照气的配制。本实施例中标准气体压力罐中sf6气体浓度为100％，量杯的量程为2000ml，单位刻度量程为200ml。如表1所示数值：
表1
将每次换气操作结束后sf6气体泄露检测装置主机显示的稳定数值与表中对应位置的sf6对照气的体积分数进行对比，误差范围在±5％以内则说明该检测点满足精度要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。