CN105067029B - 一种移动式污源特性数据监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动式污源特性数据监测装置，包括机架，机架上设有机箱，机箱的外壁上设有SO2浓度监测传感器、NO2浓度监测传感器和气象传感器，机箱内设有主机、大气粒径分析装置、加热装置和通风装置，SO2浓度监测传感器、NO2浓度监测传感器、气象传感器、大气粒径分析装置、加热装置和通风装置分别电连接主机，机箱的顶部还设有气体进气口，气体进气口与大气粒径分析装置相连通，机箱的箱壁上设有至少一个用于空气进出的通风孔。本发明移动方便、组装、拆卸简单快速，迅速的部署到需要监测的地带，监测可靠，并带有通风和加热装置，适用于野外作业，并通过太阳能电板和蓄电池的配合，节能环保，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于污染特征监测技术领域，具体涉及一种用于绝缘设备的外绝缘特性监测的移动式污源特性数据监测装置。
背景技术
随着我国经济的发展，环境污染问题越发严重，对输电线路、变电站的绝缘设备的外绝缘特性造成了很大的影响，导致电网的污闪事故，影响电网的安全运行。随着智能电网技术的发展，输电线路状态监测与检修技术不断完善，这就要求运行人员可实时监测线路当前的运行条件下的外绝缘状态，对其做出准确的评估。
传统的污区划分中将所有污秽都等效为NaCl和不可溶的惰性物质，经验表明这样的等效方式来表征绝缘子的外绝缘特性并不充分。污秽物组成成分的不同，对绝缘设备的影响也各不相同，简单的采用等效NaCl和不可溶的惰性物质不能准确反映绝缘设备的外绝缘特性。因此，有必要通过测量污秽中可溶无机盐成分、不可溶无机盐成份、有机成份等各组份，分析污秽不同组成成分对绝缘子外绝缘特性的影响。
与此同时，由于经济发展，输电线路、变电站等电力设施周围环境发生变化，污染程度、污染源都有可能发生变化，因此，需要通过实时监测空气环境质量、污秽成分来实现污源信息动态监测和外绝缘设备污闪电压监测，进而辅助运行人员对输电线路的外绝缘状态加以判断。
为了克服上述的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利文献公开了一种多指标组合式空气污染监测系统，申请号：201420324503.X，它含有显示部分、芯片处理部分、无线数据传输部分和空气测量部分共计4个子系统，所述的空气测量部分中包括甲醛模块、PM2.5模块、苯模块、二氧化碳模块、温湿度模块和可用于扩展其他污染物监测的多个预留模块。上述方案的无线数据传输部分通过无线 WIFI 的方式将数据传输到手机上，在手机端可以对逐时监测数据进行设置、读取，以及进行深入的数据分析和处理工作；可以单独使用，也可以与其他设备进行集成，用于监测室外、各类建筑物空间和各类交通工具等其他场合下的多种空气指标。
但是上述方案，没有通风和加热装置，只能用于室内监测，不能放置到室外，移动不便，而且，该方案监测的大气数据源明显不足，不能对室外环境污染的程度进行综合评价，综合评价效果准确性不足。
发明内容
本发明所解决上述现有技术中存在的问题。本发明的移动式污源特性数据监测装置，移动方便、组装、拆卸简单快速，可以迅速的部署到需要监测的地带，监测可靠，得到准确的数据，并带有通风和加热装置，适用于野外作业，并通过太阳能电板和蓄电池的配合，节能环保，实现全天候作业，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种移动式污源特性数据监测装置，其特征在于：包括机架，所述机架上设有机箱，所述机箱的外壁上设有SO2浓度监测传感器、NO2浓度监测传感器和气象传感器，所述机箱内设有主机、大气粒径分析装置、加热装置和通风装置，所述SO2浓度监测传感器、NO2浓度监测传感器、气象传感器、大气粒径分析装置、加热装置和通风装置分别电连接主机，所述机箱的顶部还设有气体进气口，所述气体进气口与大气粒径分析装置相连通，所述机箱的箱壁上设有至少一个用于空气进出的通风孔。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于：所述SO2浓度监测传感器、NO2浓度监测传感器位于机箱的两侧，所述气象传感器安装在机箱的顶部，所述通风装置固定在机箱内壁的底部，所述加热装置固定在机箱内壁的顶部，所述气象传感器、气体进气口之间设有加固连接杆。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述机架上设有太阳能电板和蓄电池，所述太阳能电板的电能输出端与蓄电池的充电端相连接，所述蓄电池还电连接主机。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述机架上还固定有模拟积污器。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述模拟积污器为绝缘子51。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述机架的底部四角均设有滑轮组件。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述机架上还固定有降尘传感器和雨量传感器，所述降尘传感器和雨量传感器分别电连接主机。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于，所述机架上固定有与水平设置的支架台，所述机箱、降尘传感器和雨量传感器均固定在支架台上，所述蓄电池、太阳能电板和模拟积污器固定在机架与支架台之间。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于：所述模拟积污器悬挂在支架台的下表面，所述太阳能电板倾斜设置在机架与支架台之间。
前述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于：所述通风装置内设有风扇，所述加热装置内设有加热管。
本发明的有益效果是：本发明的移动式污源特性数据监测装置，移动方便、组装、拆卸简单快速，可以迅速的部署到需要监测的地带，监测可靠，得到准确的数据，并带有通风和加热装置，适用于野外作业，并通过太阳能电板和蓄电池的配合，节能环保，实现全天候作业，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的移动式污源特性数据监测装置的前侧视图。
图2是本发明的移动式污源特性数据监测装置的后侧视图。
图3是本发明的移动式污源特性数据监测装置的左侧视图。
图4是本发明的机箱的结构示意图。
图5是本发明的主机的系统框图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3及图4所示，本发明的移动式污源特性数据监测装置，包括机架，所述机架10上设有机箱20，机箱20的外壁上设有SO2浓度监测传感器21、NO2浓度监测传感器22和气象传感器23，所述机箱20内设有主机24、大气粒径分析装置25、加热装置26和通风装置27，所述SO2浓度监测传感器21、NO2浓度监测传感器22、气象传感器23、大气粒径分析装置25、加热装置26和通风装置27分别电连接主机24，所述机箱20的顶部还设有气体进气口28，所述气体进气口28与大气粒径分析装置25相连通，所述机箱20的箱壁上设有至少一个用于空气进出的通风孔29，便于机箱20内通风散热，延长其内部部件的使用寿命。
所述机架10上设有太阳能电板30和蓄电池40，所述太阳能电板30的电能输出端与蓄电池40的充电端相连接，所述蓄电池40还电连接主机24，太阳能电板30能够将采集的太阳能转化为电能，存储到蓄电池40内，给移动式污源特性数据监测装置供电，节能环保。
所述机架10的底部四角均设有滑轮组件12，便于移动，可以迅速的部署到需要监测的地带。
所述SO2浓度监测传感器21、NO2浓度监测传感器22位于机箱20的两侧，所述气象传感器23安装在机箱20的顶部，所述通风装置27固定在机箱20内壁的底部，所述加热装置26固定在机箱20内壁的顶部，所述气象传感器23、气体进气口28之间设有加固连接杆11。
所述机架10上还固定有模拟积污器50，所述模拟积污器50为绝缘子51，通过人眼观察绝缘子51上的积尘可以判断污染程度，简洁方便。
所述机架10上还固定有降尘传感器60和雨量传感器70，所述降尘传感器60和雨量传感器70分别电连接主机24。
所述机架10上固定有与水平设置的支架台13，所述机箱20、降尘传感器60和雨量传感器70均固定在支架台13上，所述蓄电池40、太阳能电板30和模拟积污器50固定在机架10与支架台13之间。
所述模拟积污器50悬挂在支架台13的下表面，所述太阳能电板30倾斜设置在机架10与支架台13之间。
所述通风装置27内设有风扇271与机箱20上的通风孔联通，进行降温通风。所述加热装置26内设有加热管261，当需要调整机箱20内的温度时，可以开启加热管261或者风扇271，使机箱20内的主机24始终处于工作温度下，延长使用寿命。
通过上述的描述，本发明的移动式污源特性数据监测装置，监测数据有：大气中颗粒物粒径分布，环境的温度、湿度、风速、风向、大气压、光辐射，降雨量、降雨的电导率，积尘、大气中NO2浓度、SO2浓度，适合野外作业，安装在靠近污源的空旷地带，装置采用模块化结构，整套设备的组装、拆卸简单快速，可以迅速的部署到需要监测的地带。
本发明的移动式污源特性数据监测装置的供电电源，采用交直流通用，在有条件的地方，采用交流220V供电，在某些特殊地带没有交流电的情况下，采用蓄电池40、太阳能电板30的工作方式，监测的时间间隔和检测时长可以根据安装现场的气候及蓄电池情况，通过监测后台进行设置。
如图5所示，主机24包括传感器接口模块、主控模块、通信模块，传感器接口模块，将各类传感器（SO2浓度监测传感器21、NO2浓度监测传感器22、气象传感器23、大气粒径分析装置25、降尘传感器60、雨量传感器70）的信号采集进来，转化成数字信号，并对这些数据进行预处理，主控模块对预处理的数据进行有效的数据存储，并通过通信模块（GPRS或3G模块）将这些数据发送到监测平台作为评估的依据。
其中，传感器接口模块收传感器传来的信号，通过A/D将模拟信号转化成数字信号，通过RS232或者RS485接口解析数据，再经过ARM处理器对采集到的数据进行预处理，提取出有效数据，传送到主控模块，传感器接口模块的主要特性：16路16位的高精度A/D输入，采样速率可以达到32Kbit/s,满足16路模拟信号输入；RS485接口，满足传感器数字信号的接入；ZIGBEE、WIFI短距离无线接口，满足在传感器无线信号的接入；16个I/O输入/输出接口，控制传感器的工作；
主控模块，能够检测周围环境的温度，当温度低于0°时，对机箱内部加热，当温度高于40°时，对机箱进行通风，使得机箱内部的温度保持在0~40°之间，保证机箱内部的设备正常工作；
通信模块将主控模块发来的数据，通过GPRS/3G网络，将现场装置的监测数据及装置本身工作状态数据发送到监测平台，同时接收监测平台的一些指令，转交给控制单元。
上述的SO2浓度监测传感器21和NO2浓度监测传感器22选用新西兰aeroqual的S500-IAQ2空气成分监测传感器，气象传感器23包括风速风向传感器选用GILL公司的WindSonic传感器、温湿度传感器SHT15单芯片传感器、气压传感器BA5803、NHFS15辐射传感器，大气粒径分析装置25选用1108型气溶胶光学粒径谱仪，降尘传感器60的降尘缸是测定大气中降尘量的一种容器，它是内径15cm、高30cm的圆筒形玻璃缸（或塑料缸、瓷缸），使用时将其加盖挟至采样点取下盖采样，为防止落入降尘缸的尘被风吹走，可在缸内加入少量水；在夏季，为防止微生物和藻类生长，可加入少量硫酸铜溶液；在冰冻季节，可加入适量乙醇溶液作为防冻剂。采样时间一般为一个月。采样完毕后，将降尘缸取回实验室，经蒸发、干燥、称重后计算沉降量，雨量传感器70为Rainwise RGA雨量计。
本发明的移动式污源特性数据监测装置的供电电源，从污秽成份的来源入手，通过采用可靠的在线监测，对现场的空气中颗粒物的粒径分布、周围环境的气象要素、空气中对污秽影响的成分实时监测，将数据通过无线网络传输到监测后台，对污秽成份进行定量分析，分别研究污源性质变化引起的污秽成份变化，污源作用下的污秽分布差异，污秽成份对绝缘子受潮过程，绝缘子表面电导率以及最低闪络电压的影响，并综合微气象环境等因素的影响，评估其对闪络电压的影响，实时准确掌握所测绝缘子的积污状况，为更可靠的状态评估提供可靠的技术支撑，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种移动式污源特性数据监测装置，其特征在于：包括机架（10），所述机架（10）上设有机箱（20），所述机箱（20）的外壁上设有SO2浓度监测传感器（21）、NO2浓度监测传感器（22）和气象传感器（23），所述机箱（20）内设有主机（24）、大气粒径分析装置（25）、加热装置（26）和通风装置（27），所述SO2浓度监测传感器（21）、NO2浓度监测传感器（22）、气象传感器（23）、大气粒径分析装置（25）、加热装置（26）和通风装置（27）分别电连接主机（24），所述机箱（20）的顶部还设有气体进气口（28），所述气体进气口（28）与大气粒径分析装置（25）相连通，所述机箱（20）的箱壁上设有至少一个用于空气进出的通风孔（29），
所述SO2浓度监测传感器（21）、NO2浓度监测传感器（22）位于机箱（20）的两侧，所述气象传感器（23）安装在机箱（20）的顶部，所述通风装置（27）固定在机箱（20）内壁的底部，所述加热装置（26）固定在机箱（20）内壁的顶部，所述气象传感器（23）、气体进气口（28）之间设有加固连接杆（11），所述机架（10）上还固定有模拟积污器（50），所述模拟积污器（50）悬挂在支架台（13）的下表面，所述机架（10）上设有太阳能电板（30）和蓄电池（40），所述太阳能电板（30）倾斜设置在机架（10）与支架台（13）之间，所述太阳能电板（30）的电能输出端与蓄电池（40）的充电端相连接，所述蓄电池（40）还电连接主机（24）；所述机架（10）上还固定有降尘传感器（60）和雨量传感器（70），所述降尘传感器（60）和雨量传感器（70）分别电连接主机（24）；所述机架（10）上固定有与水平设置的支架台（13），所述机箱（20）、降尘传感器（60）和雨量传感器（70）均固定在支架台（13）上，所述蓄电池（40）、太阳能电板（30）和模拟积污器（50）固定在机架（10）与支架台（13）之间。
2.根据权利要求1所述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述模拟积污器（50）为绝缘子（51）。
3.根据权利要求1所述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于:所述机架（10）的底部四角均设有滑轮组件（12）。
4.根据权利要求1所述的移动式污源特性数据监测装置，其特征在于：所述通风装置（27）内设有风扇（271），所述加热装置（26）内设有加热管（261）。
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