CN106707147B - 瓦斯继电器流速整定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓦斯继电器流速整定装置，包括控制单元和压力检测组件，压力检测组件用于顶开继电器挡板并在顶开的过程中检测挡板在瓦斯继电器动作时的压力，并发送至控制单元，控制单元用于根据压力信号得到瓦斯继电器的流速值。本发明的瓦斯继电器流速整定装置具有结构简单、体积小、测量方便等优点。本发明还相应公开了一种整定方法，包括：S01、利用压力检测组件顶开瓦斯继电器的挡板，并实时检测挡板的压力；当瓦斯继电器动作时，记录此时压力检测组件检测到的挡板压力，并将挡板压力信号发送至控制单元；S02、控制单元根据挡板的压力信号，并利用压力‑流速的关系，得到对应的流速值。本发明的整定方法具有操作简便等优点。

Description

瓦斯继电器流速整定装置及方法

技术领域

本发明主要涉及电力设备技术领域，特指一种瓦斯继电器流速整定装置及方法。

背景技术

目前校验瓦斯继电器重瓦斯校验的方法是基于流速传感器测量流过瓦斯继电器中油的流速，并调节电机的动力大小改变流速，当流速达到瓦斯继电器动作值时保存此时的流速值。目前瓦斯继电器型号口径多样，为了适应不同口径的瓦斯继电器和流速，校验仪必定体积重量大，只适合在实验室中进行校验。市面上也存在便携式的瓦斯继电器，但是一部分装置体积仍然过于庞大、重量大，一部分装置只能对某种特定型号瓦斯继电器进行校验，应用性不强。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、体积小、测量简便的瓦斯继电器流速整定装置，并相应提供一种操作简便的流速整定方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种瓦斯继电器流速整定装置，包括控制单元和压力检测组件，所述压力检测组件与所述控制单元相连、用于顶开继电器挡板并在顶开的过程中检测瓦斯继电器挡板在瓦斯继电器重瓦斯动作时的压力，并发送至控制单元，所述控制单元用于根据压力信号得到瓦斯继电器的流速值。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述压力检测组件包括探头和压力传感器，所述探头与所述压力传感器相连、用于顶开挡片而获得压力信号并发送至压力传感器。

还包括测量柱，所述测量柱沿轴线方向设置有测量孔，所述测量柱的外径与所述瓦斯继电器的管道内径相匹配，所述测量柱的内径与所述探头的外径相匹配。

所述压力检测组件依次通过放大电路和AD转换模块与所述控制单元相连。

所述控制单元连接有显示单元、用于对压力信号或流速值进行实时显示。

本发明还相应公开了一种基于如上所述的瓦斯继电器流速整定装置的整定方法，包括：

S01、利用压力检测组件顶开所述瓦斯继电器的挡板，并在顶开的过程中实时检测挡板的压力；当瓦斯继电器重瓦斯动作时，记录此时压力检测组件检测到的挡板压力，并将挡板压力信号发送至控制单元；

S02、控制单元根据挡板的压力信号，并利用压力-流速的关系，得到对应的流速值。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S01中，在瓦斯继电器的管道中插入测量柱，并将探头沿测量柱的测量孔伸入以顶开挡板，从而进行压力的检测。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的瓦斯继电器流速整定装置，直接通过压力检测组件顶开瓦斯继电器的挡板，并在顶开挡板的过程中实时检测挡板的压力值，从而在瓦斯继电器重瓦斯动作时得到挡板的压力值，然后根据瓦斯继电器固有的压力-流程关系得到对应的流速值；结构简单、体积小、操作方便。另外采用测量柱辅助进行测量，能够保证探头顶开挡板的位置不会移动，保证测量的可靠性。本发明的瓦斯继电器流速整定方法同样具有如上装置所述的优点，而且操作简便、易于实现。

附图说明

图1为本发明的方框原理图。

图2为本发明的压力检测组件的结构示意图。

图3为本发明中测量柱的结构示意图。

图4为本发明在具体实施例中的结构示意图之一。

图5为本发明在具体实施例中的结构示意图之二。

图6为本发明的流速整定方法流程图。

图7为本发明的比对测试方法流程图

图中标号表示：1、控制单元；2、压力检测组件；21、探头；22、压力传感器；23、测量柱；24、测量孔；3、显示单元；4、管道；5、挡板；6、夹子。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图5所示，本实施例的瓦斯继电器流速整定装置，包括控制单元1和压力检测组件2，压力检测组件2与控制单元1相连、用于顶开继电器挡板5并在顶开的过程中检测瓦斯继电器挡板5在瓦斯继电器重瓦斯动作(设定值)时的压力，并发送至控制单元1，控制单元1用于根据压力信号得到瓦斯继电器的流速值。在实际使用时，。本发明的瓦斯继电器流速整定装置，直接通过压力检测组件2顶开瓦斯继电器的挡板5，并在顶开挡板5的过程中实时检测挡板5的压力值，从而在瓦斯继电器动作时得到挡板5的压力值，然后根据瓦斯继电器固有的压力-流程关系得到对应的流速值(即重瓦斯动作时的流速值)；结构简单、体积小、操作方便。

本实施例中，压力检测组件2包括探头21和压力传感器22，探头21与压力传感器22相连、用于顶开挡片而获得压力信号并发送至压力传感器22。另外还包括测量柱23，测量柱23沿轴线方向设置有测量孔24，测量柱23的外径与瓦斯继电器的管道4内径相匹配，测量柱23的内径与探头21的外径相匹配。采用测量柱23辅助进行测量，能够保证探头21顶开挡板5的位置(测量点A)不会移动，保证测量的可靠性。在进行测量时，由于测量孔24的限制作用，在推动挡板5的过程中能够将测量点A始终保持在管道4的圆心处，从而保证测量点至挡板5弹簧的力矩的一致性。

本实施例中，压力检测组件2依次通过放大电路和AD转换模块与控制单元1相连，以对检测的压力模拟量信号进行放大后转换成数字量信号发送至控制单元1。

如图2所示，本实施例中，控制单元1连接有显示单元3、用于对压力信号或流速值进行实时显示。另外按键单元与显示单元3分别与控制单元1(处理器)的通讯接口连接，用于选择确定功能和显示测试数据；USB接口与处理器相连，用于传输数据至上位机；重瓦斯信号输入接口(夹子6)与处理器相连，当瓦斯继电器重瓦斯接点动作时，将重瓦斯信号输入至处理器。

本实施例中，压力传感器22采用ZNLBM-2型压力传感器22，该传感器具有精度高、安装方便、抗偏载能力强、密封性好等特点。主要技术参数如表所示：

额定载荷	0.5～1.5kN
		综合精度	0.02
偏载率	5％
		灵敏度	1.5mV/V
输入阻抗	380±10Ω
		输出阻抗	350±3Ω
供桥电压	建议10VDC
		材质	合金钢

为提高放大精密度，采用两个低噪声、低失调电压、低漂移放大芯片ADA4528，该芯片失调电压漂移接近为0，可连续自行校正任何直流误差，尽可能保持放大精确度。除了低失调电压和漂移外，ADA4528也没有1/f噪声，这一重要特性有助于在直流或低频时进行精确测量。将两个运算放大器ADA4528配置为三运放仪表放大器的第一级，第三个运算放大器连接为差动放大器，一般用于第二级放大，在该电路中，AD7791的差分输入端执行此功能。另外采用AD7791作为AD采样芯片，AD7791是美国AD公司推出的一种高分辨率24位模数转换器件。AD7791适用于低频测量应用的完整模拟前端，采用了和—差(∑—△)转换技术，可以实现高达24位的无误码性能，具有低噪声(<1.1uVrms)、0.0003％的非线性度和芯片接口电路简单等特点，可以很方便地与微处理器相连接。此放大电路的放大倍数为Uo/Ui＝(R1+R2+Rg)/Rg，可以通过调节RG，使放大倍数满足AD7791输入范围的要求(当AD7791采用5V基准电压时，差分模拟输入范围等于±5V或10V p-p)。其中采用STM32F103R8T6B芯片作为装置的核心处理器。该芯片拥有72MHz的CPU频率，程序空间有64K字节，RAM有20K字节。定时器功能拥有3个16位普通定时器，1个16位高级定时器。串行通信接口拥有2个SPI接口，1个C接口，3个USART接口，1个CAN2.0接口，1个USB接口，支持USBOTG全速，支持以太网。模拟端口拥有2个12位16通道ADC端口，1个12位2通道DAC端口。并且该芯片还拥有多达51个I/O端口，满足本检验装置液晶显示的输出、“重瓦斯”触发信号的输入、传感器数据的输入和检验报告的生成。此外，为了使装置适应新型号或旧型号的改进型，提高比对试验能力，系统增加了一片外扩Flash芯片，用来存储配置与测量数据，也可用来存储各种类型的压力-流量函数。选择w25q64型spi flash芯片，该芯片增加了双/四输入输出等高效功能，时钟频率达到了80MHz，等效读取(连续)速率为每秒320兆位(40兆字节)，这是标准50MHz串行闪存传输速率的六倍以上。

如图6和图7所示，本发明还公开了一种基于如上所述的瓦斯继电器流速整定装置的整定方法，包括：

S01、利用压力检测组件2顶开瓦斯继电器的挡板5，并在顶开的过程中实时检测挡板5的压力；当瓦斯继电器重瓦斯动作时，记录此时压力检测组件2检测到的挡板5压力，并将挡板5压力信号发送至控制单元1；

S02、控制单元1根据挡板5的压力信号，并利用压力-流速的关系，得到对应的流速值。

本实施例中，在步骤S01中，在瓦斯继电器的管道4中插入测量柱23，并将探头21沿测量柱23的测量孔24伸入以顶开挡板5，从而进行压力的检测，保证压力测量的可靠性。

通过测量瓦斯继电器内部挡板5偏转至触点吸合时挡板5上所受的压力，然后根据压力与流速的对应关系来获得测量流速值。由于同厂家同型号的瓦斯继电器具有基本一致的外型，因而其压力—流速的关系式是确定的，因此可以对同厂家同型号的瓦斯继电器建立一个压力—流速的关系式V＝f(F)，进而建立多厂家型号的关系式库，因而只要测量得到压力F值，就可以从关系式库中调用公式，再计算得到流速值，其中关系式库通过比对测试得到，并在流速整定之前完成，具体为：选择一台经检验合格的瓦斯继电器校验台，比如WSJY-3瓦斯继电器校验台，再选择一台瓦斯继电器，比如沈阳四兴生产的QJ4-80型瓦斯继电器。在0.6—2.0m/s的流速范围内，选择14个以上的刻度，测量得到14个以上对应的拉力值，利用WSJY-3瓦斯继电器校验台的测量得到14个以上对应的标准流速值，再将14个以上的拉力值和14个以上标准流速值代入最小二乘法从而得到一个压力-流速关系式。利用同样方法，对不同厂家不同型号瓦斯继电器进行比对测试，建立压力-流速关系式库，供流速测试时调用，从而使本装置能够对各种厂家各种型号瓦斯继电器进行流速测量。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于瓦斯继电器流速整定装置的整定方法，其特征在于，瓦斯继电器流速整定装置包括控制单元（1）和压力检测组件（2），所述压力检测组件（2）与所述控制单元（1）相连、用于顶开继电器挡板（5）并在顶开的过程中检测瓦斯继电器挡板（5）在瓦斯继电器重瓦斯动作时的压力，并发送至控制单元（1），所述控制单元（1）用于根据压力信号得到瓦斯继电器的流速值；

所述压力检测组件（2）包括探头（21）和压力传感器（22），所述探头（21）与所述压力传感器（22）相连、用于顶开挡板（5）而获得压力信号并发送至压力传感器（22）；

还包括测量柱（23），所述测量柱（23）沿轴线方向设置有测量孔（24），所述测量柱（23）的外径与所述瓦斯继电器的管道（4）内径相匹配，所述测量柱（23）的内径与所述探头（21）的外径相匹配；

所述压力检测组件（2）依次通过放大电路和AD转换模块与所述控制单元（1）相连；

采用两个低噪声、低失调电压、低漂移放大芯片ADA4528；采用AD7791作为AD采样芯片；采用STM32F103R8T6B芯片作为装置的核心处理器；增加了一片外扩Flash芯片，用来存储配置与测量数据，或存储各种类型的压力-流量函数；

整定方法包括步骤：

S01、利用压力检测组件（2）顶开所述瓦斯继电器的挡板（5），并在顶开的过程中实时检测挡板（5）的压力；当瓦斯继电器重瓦斯动作时，记录此时压力检测组件（2）检测到的挡板（5）压力，并将挡板（5）压力信号发送至控制单元（1）；

S02、控制单元（1）根据挡板（5）的压力信号，并利用压力-流速的关系，得到对应的流速值；在步骤S01中，在瓦斯继电器的管道（4）中插入测量柱（23），并将探头（21）沿测量柱（23）的测量孔（24）伸入以顶开挡板（5），从而进行压力的检测；

压力-流速的关系得到过程为：选择一台经检验合格的瓦斯继电器校验台，再选择一台瓦斯继电器，在0.6—2.0m/s的流速范围内，选择14个以上的刻度，测量得到14个以上对应的压力值，利用WSJY-3瓦斯继电器校验台的测量得到14个以上对应的标准流速值，再将14个以上的压力值和14个以上标准流速值代入最小二乘法从而得到一个压力-流速关系式。

2.根据权利要求1所述的整定方法，其特征在于，所述控制单元（1）连接有显示单元（3）、用于对压力信号或流速值进行实时显示。