CN105043506A - 一种电力变压器用超声波油枕油位探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器检测装置技术领域，尤其是一种电力变压器用超声波油枕油位探测器。它包括微处理器、超声波传感器、驱动电路、信号处理电路、无线通信装置以及供电模块；驱动电路和信号处理电路分别连接于超声波传感器与微处理器之间，无线通信装置以TTL串口的形式与微处理器相连。本发明具有以下有益效果：1、实现对变压器油枕油位的非接触式测量；2、既能实现定点探测，也可进行不同点连续探测；3、既能进行定位固定安装并进行遥控控制，也可进行移动式临时探测；4、与红外、激光或其他放射性探测方式相比，其无需进行防护、不受光线以及环境介质的影响，而且成本较为低廉。
Description
技术领域
本发明涉及变压器检测装置技术领域，尤其是一种电力变压器用超声波油枕油位探测器。
背景技术
油枕(又称储油箱或储油柜)是变压器的重要组成部件，当变压器油的体积随着油温的变化而膨胀或缩小时,油枕起储油和补油作用；同时，油枕还能够减小变压器与空气的接触面积，且从空气中吸收的水分、灰尘和氧化后的油垢都能够沉积在油枕底部的沉积器中，可以大大减缓变压器油的劣化速度。
目前，针对油枕油位的探测一般采用水平玻璃管指示或者金属浮球式油位表两种方式，前者原理为U型液位计压力平衡原理，后者原理为浮球连杆引发磁力变化并最终引发表针变化，由于两者均属于纯机械式结构，必须与变压器油直接接触方可进行探测，如此，当发生油枕内胶囊破裂、压力异常或浮球破裂、连杆弯曲、表针卡死等故障时，大都需要对油枕进行解体式维修，维修完毕后还需要对油枕进行密封性实验、抽真空、灌装油等一系列周期长、受天气制约、耗资高等作业。因此，对现有的油枕油位探测装置提出改进方案，是目前行业内亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、成本低廉、安全可靠、油位测量数据准确的电力变压器用超声波油枕油位探测器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，它包括微处理器、用于检测油枕油位高度的超声波传感器、用于驱动超声波传感器动作的驱动电路、用于对超声波传感器采集的油位信号进行整形放大的信号处理电路、用于将微处理器处理后的信号输送至终端服务器的无线通信装置以及通过微处理器向超声波传感器、驱动电路、信号处理电路和无线通信装置提供工作电源的供电模块；
所述驱动电路和信号处理电路分别连接于超声波传感器与微处理器之间，所述无线通信装置以TTL串口的形式与微处理器相连。
优选地，所述超声波传感器包括用于检测油枕油位高度的超声波探头和用于采集油温的温度传感器，所述超声波探头分别与驱动电路和信号处理电路相连，所述温度传感器通过温度采集电路与微处理器相连。
优选地，所述无线通信装置包括用于将变压器的定位信号输送至微处理器的GPS模块、用于将微处理器处理后的信号输送至终端服务器的GPRS模块以及用于实现GPS模块和GPRS模块的信号传输的ANT天线，所述GPRS模块内还设置有一用于连接SIM卡的SIM卡电路。
优选地，所述微处理器还连接有一用于根据微处理器输出的信号进行故障报警输出的故障报警装置。
优选地，所述供电模块包括供电电源和用于将供电电源输出的固定直流电转换为可变直流电的DC/DC转换电路，所述供电电源通过DC/DC转换电路与微处理器相连。
优选地，所述供电模块还包括一连接于供电电源与微处理器之间的电压检测单元。
优选地，所述微处理器还分别连接有用于对微处理器处理后的信号进行显示的显示屏、用于向微处理器输入控制信号的控制按键、用于对微处理器进行时间设定的时钟电路以及用于将微处理器处理后的信号数据对外输出的数据存储及输出模块。
优选地，所述微处理器还连接有若干个状态指示灯。
由于采用了上述方案，本发明实现以下有益效果：1、实现对变压器油枕油位的非接触式测量；2、既能实现定点探测，也可进行不同点连续探测；3、既能进行定位固定安装并进行遥控控制，也可进行移动式临时探测；4、与红外、激光或其他放射性探测方式相比，其无需进行防护、不受光线以及环境介质的影响，而且成本较为低廉。
附图说明
图1是本发明实施例的系统原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实施例的电力变压器用超声波油枕油位探测器，它包括微处理器1、用于检测油枕油位高度的超声波传感器2、用于驱动超声波传感器2动作的驱动电路3、用于对超声波传感器2采集的油位信号进行整形放大的信号处理电路4、用于将微处理器1处理后的信号输送至终端服务器(计算机、手机等终端设备)的无线通信装置5以及通过微处理器1向超声波传感器2、驱动电路3、信号处理电路4和无线通信装置5提供工作电源的供电模块6；其中，驱动电路3和信号处理电路4分别连接于超声波传感器2与微处理器1之间，而无线通信装置5则以TTL串口的形式与微处理器1相连。
如此，基于超声波在声阻抗率不同的媒介分界面上产生反射的特性，由超声波传感器2发出调制后的超声波在液体(变压器油)与气体(或真空环境)或固体(如油枕的胶囊)的分界面发生反射所产生的回波又被超声波传感器2接收，而微处理器1则可依据超声波传感器2从发出到接收作经历的时间得出油枕的油位数据或者油量信号；而利用无线通信装置5则可将微处理器1处理后的油量信号实时的输送至终端服务器，以便对变压器的油枕油量进行实时监控。基于此，本实施例的探测器具有以下优点：1、实现对变压器油枕油位的非接触式测量；2、既能实现定点探测，也可进行不同点连续探测；3、既能进行定位固定安装并进行遥控控制，也可进行移动式临时探测；4、与红外、激光或其他放射性探测方式相比，其无需进行防护、不受光线以及环境介质的影响，而且成本较为低廉。
进一步地，为丰富探测器的探测功能，保证油枕的使用的安全性，本实施例的超声波传感器2包括用于检测油枕油位高度的超声波探头21和用于采集油温的温度传感器22；其中，超声波探头21分别与驱动电路3和信号处理电路4相连，而温度传感器22则通过温度采集电路7与微处理器1相连；从而可利用温度采集电路7将温度传感器22所采集的温度信号转换为微处理器1能够接受的信号后，实现油温信号与油量信号或油位信号的同步输出及监控。
为保证信号传输的可靠性并丰富信号传输的途径，本实施例的无线通信装置5包括用于将变压器的定位信号输送至微处理器1的GPS模块51、用于将微处理器1处理后的信号输送至终端服务器的GPRS模块52以及用于实现GPS模块51和GPRS模块52的信号传输的ANT天线53，同时，在GPRS模块52内还设置有一用于连接SIM卡的SIM卡电路54；如此，可通过在探测器内插接SIM卡,以将油位信号及油温信号等进行实时上传。
进一步地，本实施例的微处理器1还连接有一用于根据微处理器1输出的信号进行故障报警输出的故障报警装置8，本实施例的故障报警装置8可根据具体情况采用如声光报警器等，以当油枕或探测器本身出现故障或者油位及油温出现异常时进行现场或远程报警。
为保证整个探测器中各个组成部分的用电安全，本实施例的供电模块6包括供电电源61(可根据具体情况采用12V蓄电池、太阳能电池或者直接输入9-36V的直流电源)和用于将供电电源61输出的固定直流电转换为可变直流电的DC/DC转换电路62，以利用DC/DC转换电路62实现多种不同直流电压的输出，保证相关组成部分的正常工作，供电电源61通过DC/DC转换电路62与微处理器1相连。为进一步提高整个探测器的用电安全性，本实施例的供电模块6还包括一连接于供电电源61与微处理器1之间的电压检测单元63。
同时，基于上述结构，为保证整个探测器具有移动、便携的功能，使其能够由维护人员实时的对不同的变压器油位进行检测，本实施例的微处理器1还分别连接有用于对微处理器1处理后的信号进行显示的显示屏90、用于向微处理器1输入控制信号的控制按键91、用于对微处理器1进行时间设定的时钟电路92以及用于将微处理器1处理后的信号数据对外输出的数据存储及输出模块93。以此，当携带探测器进行现场测量时，可通过显示屏90对相关检测信号进行显示，以便使维护人员能够进行直观的判断；而通过数据存储及输出模块93可实时的将检测数据存储于U盘或SD卡等存储装置内，便于对数据进行后期的分析及处理或者形成数据档案库。
另外，本实施例的微处理器1还连接有若干个用于显示探测器工作及故障状态的状态指示灯94。
本实施例的各个电路或者元器件可根据实际情况采用现有的任何具有类似功能的电路或元器件，在实现整个探测器的系统结构及功能的基础上，降低整个探测器的成本并保证探测器的安全性、精确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：它包括微处理器、用于检测油枕油位高度的超声波传感器、用于驱动超声波传感器动作的驱动电路、用于对超声波传感器采集的油位信号进行整形放大的信号处理电路、用于将微处理器处理后的信号输送至终端服务器的无线通信装置以及通过微处理器向超声波传感器、驱动电路、信号处理电路和无线通信装置提供工作电源的供电模块；
所述驱动电路和信号处理电路分别连接于超声波传感器与微处理器之间，所述无线通信装置以TTL串口的形式与微处理器相连。
2.如权利要求1所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述超声波传感器包括用于检测油枕油位高度的超声波探头和用于采集油温的温度传感器，所述超声波探头分别与驱动电路和信号处理电路相连，所述温度传感器通过温度采集电路与微处理器相连。
3.如权利要求2所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述无线通信装置包括用于将变压器的定位信号输送至微处理器的GPS模块、用于将微处理器处理后的信号输送至终端服务器的GPRS模块以及用于实现GPS模块和GPRS模块的信号传输的ANT天线，所述GPRS模块内还设置有一用于连接SIM卡的SIM卡电路。
4.如权利要求3所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述微处理器还连接有一用于根据微处理器输出的信号进行故障报警输出的故障报警装置。
5.如权利要求4所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述供电模块包括供电电源和用于将供电电源输出的固定直流电转换为可变直流电的DC/DC转换电路，所述供电电源通过DC/DC转换电路与微处理器相连。
6.如权利要求5所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述供电模块还包括一连接于供电电源与微处理器之间的电压检测单元。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述微处理器还分别连接有用于对微处理器处理后的信号进行显示的显示屏、用于向微处理器输入控制信号的控制按键、用于对微处理器进行时间设定的时钟电路以及用于将微处理器处理后的信号数据对外输出的数据存储及输出模块。
8.如权利要求7所述的一种电力变压器用超声波油枕油位探测器，其特征在于：所述微处理器还连接有若干个状态指示灯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151111 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |