本发明涉及一种监控系统，具体涉及一种混合气体浓度实时监控系统。
背景技术：
气体绝缘设备因其结构紧凑、受环境因素影响小、运行安全可靠性高等优点，是现代电网不可替代的关键输变电设备之一。目前，最常用的绝缘气体为SF6气体，然而SF6是非常强效的温室气体，必须严格控制SF6的使用。从环境保护的角度考虑，采用SF6与一定比例的缓冲气体(N2或CF4)进行混合后使用，可大大减少SF6的使用量。而且，使用含有SF6的混合气体能有效防止带压的SF6在低温环境中液化从而影响到高压电力设备的绝缘性能和开断容量的问题。使用SF6混合绝缘气体电气设备已成为电力发展的未来趋势。我国高纬度寒冷地区业已采用SF6的混合气体用于断路器及气体绝缘输电管线(gas insulated transmissionline，GIL)中。目前，SF6/N2混合气体在气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear，GIS)母线中的应用工作。同时也提出采用新型环保型绝缘气体(如C4F8、C5F10O、C4F7N等)与缓冲气体进行混合使用，一方面既降低了温室气体的用量，而且也能满足设备绝缘性能的要求。
混合气体的电气设备应用时，需要对电气设备充装一定压力一定浓度的混合气体。现有技术中，混合气体充装至电气设备后，混合比检测仪连接电气设备，直接从电气设备采集混合气体，检测电气设备内混合气体的浓度。一方面，混合气体不能精确配制，且不能在配制过程中对混合气体的浓度进行实时监控。另一方面，检测结束后，混合气体直接排放到大气中，会对环境造成污染。如果混合气体配制完成充入电气设备后，检测才发现浓度配制有误，需要对电气设备重新补气，补气操作过程十分复杂，而且可能造成补气结果的误差和浪费。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中混合气体不能精确配制、不能实现混合气体浓度的实时监控以及会对环境造成污染的缺陷，本发明提供一种混合气体浓度实时监控系统，包括至少两个质量流量控制模块、混合模块、增压模块、检测模块和比例控制模块，质量流量控制模块用于输出不同质量流量的气体，混合模块用于将各个质量流量控制模块输出的不同质量流量的气体进行混合，得到混合气体，增压模块用于将混合气体进行增压，检测模块用于检测增压后的混合气体的浓度，比例控制模块用于判断混合气体的浓度是否满足设定浓度，并在不满足设定浓度时，下达控制命令给质量流量控制模块，可以实现配制过程中对混合气体的浓度进行实时监控，而且避免了环境污染。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种混合气体浓度实时监控系统，包括：
至少两个质量流量控制模块，用于输出不同质量流量的气体；
混合模块，用于将各个质量流量控制模块输出的不同质量流量的气体进行混合，得到混合气体；
增压模块，用于将混合气体进行增压；
检测模块，用于检测增压后的混合气体的浓度；
比例控制模块，用于判断混合气体的浓度是否满足设定浓度，并在不满足设定浓度时，下达控制命令给质量流量控制模块。
所述质量流量控制模块包括第一接收单元和质量流量控制器；
所述第一接收单元根据比例控制模块下达的控制命令，并将控制命令传输给质量流量控制器，所述质量流量控制器输出不同质量流量的气体给混合模块，并根据比例控制模块下达的控制命令调节输出气体的质量流量。
所述混合模块包括：
缓冲罐，用于将质量流量控制器输出的不同气体进行混合，得到混合气体；
压力传感器，用于测量缓冲罐中混合气体的压力；
比例调节阀，用于调节缓冲罐输出的混合气体的压力。
所述缓冲罐的第一输入端连接质量流量控制器的输出端，其第二输入端连接检测模块中第二单向阀的输出端；
所述压力传感器设置在缓冲罐的内壁上；
所述比例调节阀的输入端连接缓冲罐的输出端。
所述增压模块包括：
压缩机，用于将混合气体进行增压；
第一单向阀，用于将增压后的混合气体输出给检测模块或电气设备。
所述压缩机的输入端连接比例调节阀的输出端；
所述第一单向阀的输入端连接压缩机的输出端。
所述检测模块包括：
减压阀，用于将混合气体进行减压；
混合比检测仪，用于测量混合气体的浓度；
第二单向阀，用于将混合气体输出给缓冲罐；
第一发送单元，用于将混合比检测仪测量的混合气体的浓度发送给比例控制模块。
所述减压阀的输入端连接第一单向阀的输出端；
所述混合比检测仪的输入端连接减压阀的输出端，其第一输出端连接第一发送单元的输入端，其第二输出端连接第二单向阀的输入端；
所述第一发送单元的输出端连接质量流量控制器的输入端。
所述比例控制模块包括：
第二接收单元，用于接收第一发送单元发送的混合气体的浓度；
判断单元，用于判断混合气体的浓度是否满足设定浓度，若满足，第一单向阀输出的增压后的混合气体为标准混合气体；
第二发送单元，用于在混合气体的浓度不满足设定浓度时，下发控制命令给第一接收单元。
所述质量流量控制器的精度高于1％，且采用浮子流量计；
所述混合比检测仪的精度高于0.5％。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的混合气体浓度实时监控系统包括至少两个质量流量控制模块、混合模块、增压模块、检测模块和比例控制模块，质量流量控制模块用于输出不同质量流量的气体，混合模块用于将各个质量流量控制模块输出的不同质量流量的气体进行混合，得到混合气体，增压模块用于将混合气体进行增压，检测模块用于检测增压后的混合气体的浓度，比例控制模块用于判断混合气体的浓度是否满足设定浓度，并在不满足设定浓度时，下达控制命令给质量流量控制模块，可以实现配制过程中对混合气体的浓度进行实时监控，而且避免了环境污染；
本发明采用至少两个精度高于1％的质量流量控制器输出不同气体的质量流量，并采用精度高于0.5％的混合比检测仪实时在线监控配制过程中混合气体的浓度，由于质量流量控制器和混合比检测仪的精度都较高，进而提高了混合气体的配制精度；
本发明中的检测模块包括减压阀、混合比检测仪和第二单向阀，通过检测模块形成了闭环回路，可实时监测混合气体的浓度，属于无损检测，检测后的混合气体又循环至压缩机前端的缓冲罐，保证密封性的前提下，使得整个实时监控系统不引入其他气体进入实时监控系统内部，而且检测后的气体不排放到大气中，不会造成环境污染；
本发明通过压缩机可对配制后的混合气体进行增压，满足电气设备额定工作压力的需求；
本发明中的混合模块包括缓冲罐、压力传感器和比例调节阀，压力传感器设置在缓冲罐的内壁上，通过压力传感器和比例调节阀可控制整个实时监控系统与电气设备之间通路的压力，避免混合气体增压后造成质量流量控制器的背压，确保配气过程的顺利进行。
附图说明
图1是本发明实施例中混合气体浓度实时监控系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例以SF6和N2形成的混合气体为例，具体介绍混合气体浓度实时监控系统，本发明实施例提供的混合气体浓度实时监控系统结构图如图1所示，图1中的MFC1表示用于控制N2质量流量的质量流量控制器，MFC2表示用于控制SF6质量流量的质量流量控制器，进气口1为N2的进气口，进气口2位SF6的进气口，第一接收单元1为第一质量流量控制模块中的接收单元，第一接收单元2为第二质量流量控制模块中的接收单元。
本发明实施例提供的混合气体浓度实时监控系统包括第一质量流量控制模块、第二质量流量控制模块、混合模块、增压模块、检测模块和比例控制模块，下面分别介绍上述几个模块的具体功能：
其中的第一质量流量控制模块，用于输出N2；
其中的第二质量流量控制模块，用于输出SF6；
其中的混合模块，用于将第一质量流量控制模块和第二质量流量控制模块分别输出的N2和SF6进行混合，得到混合气体；
其中的增压模块，用于将混合模块得到的混合气体进行增压；
其中的检测模块，用于检测增压后的混合气体的浓度；
其中的比例控制模块，用于判断检测模块检测的混合气体的浓度是否满足设定浓度，并在不满足设定浓度时，下达控制命令给质量流量控制模块。
上述的第一质量流量控制模块包括第一接收单元(1)和第一质量流量控制器(即图1中的MFC1)，上述的第二质量流量控制器包括第一接收单元(2)和第一质量流量控制器(即图1中的MFC2)，第一质量流量控制器和第二质量流量控制器均可以采用浮子流量计。
其中的第一接收单元(1)根据比例控制模块下达的控制命令，并将控制命令传输给第一质量流量控制器，其中的第一质量流量控制器输出不同质量流量的N2给混合模块，并根据比例控制模块下达的控制命令调节输出N2的质量流量。
其中的第一接收单元(2)根据比例控制模块下达的控制命令，并将控制命令传输给第二质量流量控制器，其中的第二质量流量控制器输出不同质量流量的SF6给混合模块，并根据比例控制模块下达的控制命令调节输出SF6的质量流量。
上述的混合模块包括缓冲罐、压力传感器和比例调节阀，具体如下：
其中的缓冲罐，用于将质量流量控制器输出的不同气体进行混合，得到混合气体；
其中的压力传感器，用于测量缓冲罐中混合气体的压力；
其中的比例调节阀，用于调节缓冲罐输出的混合气体的压力。
上述的压力传感器设置在缓冲罐的内壁上，缓冲罐的第一输入端连接质量流量控制器的输出端，其第二输入端连接检测模块中第二单向阀的输出端，比例调节阀的输入端连接缓冲罐的输出端。
上述的增压模块包括压缩机和第一单向阀，具体如下：
其中的压缩机，用于将混合气体进行增压；
其中的第一单向阀，用于将增压后的混合气体输出给检测模块或电气设备。
上述的压缩机的输入端连接比例调节阀的输出端，第一单向阀的输入端连接压缩机的输出端。
上述检测模块包括减压阀、混合比检测仪、第二单向阀和第一发送单元，具体如下：
其中的减压阀，用于将混合气体进行减压；
其中的混合比检测仪，用于测量混合气体的浓度；
其中的第二单向阀，用于将混合气体输出给缓冲罐；
其中的第一发送单元，用于将混合比检测仪测量的混合气体的浓度发送给比例控制模块。
上述的减压阀的输入端连接第一单向阀的输出端，混合比检测仪的输入端连接减压阀的输出端，其第一输出端连接第一发送单元的输入端，其第二输出端连接第二单向阀的输入端；第一发送单元的输出端连接质量流量控制器的输入端。
上述的比例控制模块包括第二接收单元、判断单元和第二发送单元，具体如下：
其中的第二接收单元，用于接收第一发送单元发送的混合气体的浓度；
其中的判断单元，用于判断混合气体的浓度是否满足设定浓度(比如SF6浓度的30％±1％)，若满足，第一单向阀输出的增压后的混合气体为标准混合气体；
其中的第二发送单元，用于在混合气体的浓度不满足设定浓度时，下发控制命令给第一接收单元。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。