CN107064392B - 一种全自动智能延时降温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动智能延时降温装置，所述装置包括：电源、单片机、继电器、电动阀门、气管、氮气存储罐、报警器、气体流量检测计；其中，气管一端与气嘴连接，气管另一端与氮气存储罐连接，气管上设有电动阀门，电源与单片机连接，单片机与继电器连接，继电器与电动阀门连接，气体流量检测计安装在气管内，气体流量检测计与单片机连接，单片机与报警器连接；解决了现有的相色谱分析法测试仪冷却方式存在效率较低和安全隐患的技术问题，实现了无需人工，全自动实现输送氮气进行冷却，效率和安全性较高，且在氮气输送异常时能够报警的技术效果。

Description

一种全自动智能延时降温装置

技术领域

本发明涉及设备自动化研究领域，具体地，涉及一种全自动智能延时降温装置。

背景技术

气相色谱分析法测定绝缘油中溶解气体的组分含量，是电力企业判断运行中的充油电气设备是否存在潜伏性发热、放电故障，保障电网安全有效运行的有效手段。目前，常规气相色谱分析法测试仪利用氮气或氩气作为样品气体的载体，且保护分离柱不被高温氧化，并持续通入对设备进行降温处理。目前，针对气相色谱分析仪的降温方法主要采用机械式，人工观察仪器温度来判断是否进行关闭气路的传统方式进行。

但是，在传统的方式下，充入氮气降温的过程工序复杂、耗费时间过长、浪费人力物力过多，对工作效率、气体的浪费、安全风险造成了极大制约困扰。如何有效控制氮气流入设备的时间，切实保证色谱检测自动化处理成为电气试验监督专业值得探讨研究的课题。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的相色谱分析法测试仪冷却方式存在效率较低和安全隐患的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种全自动智能延时降温装置，解决了现有的相色谱分析法测试仪冷却方式存在效率较低和安全隐患的技术问题，实现了无需人工，全自动实现输送氮气进行冷却，效率和安全性较高，且在氮气输送异常时能够报警的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种全自动智能延时降温装置，所述装置包括：

电源、单片机、继电器、电动阀门、气管、氮气存储罐、报警器、气体流量检测计；其中，气管一端与气嘴连接，气管另一端与氮气存储罐连接，气管上设有电动阀门，电源与单片机连接，单片机与继电器连接，继电器与电动阀门连接，气体流量检测计安装在气管内，气体流量检测计与单片机连接，单片机与报警器连接；电源开启，单片机开始计时，控制继电器控制端高电平，继电器输出端打开，电动阀门打开，气嘴输出氮气进行冷却；当单片机计时累积达到第一阈值时，控制继电器控制端低电平，继电器输出端断开，电动阀门关闭，氮气停止输出；其中，气体流量检测计将检测到的实时氮气流量信息传递到单片机，当实时氮气流量大于第二阈值或小于第三阈值时，则单片机控制报警器进行报警。

其中，本申请中的全自动智能延时降温装置工作原理为：当需要进行降温处理时，打开电源，单片机进行工作，控制继电器，使得电动阀门打开，氮气存储罐通过气管输送氮气进行冷却，当输送时间到达预设时间后，单片机控制继电器是的电动阀门关闭，停止输送氮气，冷却结束，实现全自动冷却，无需人工操作，效率和安全性较高，并且当实时氮气流量大于第二阈值或小于第三阈值时，则单片机控制报警器进行报警，即氮气流量大于第二阈值即输送异常，小于第三阈值即氮气输送不足需要更换，报警器进行报警提醒用户更换。

进一步的，所述装置还包括外壳，所述电源、单片机、继电器、氮气存储罐、报警器均固定在外壳内，外壳顶部设有上端盖，上端盖一端与外壳顶部铰链连接，上端盖另一端可通过锁扣与外壳固定连接，外壳内固定有圆筒，圆筒上端为开口状，圆筒竖直中心线与上端盖的端盖孔中心线重合，圆筒下端设有对接孔，气管一端穿过对接孔后与下对接器连接，氮气存储罐的下端出气口处连接有上对接器，第一丝杆一端穿过上端盖上的螺孔后延伸至圆筒内，第一丝杆另一端与第一旋转手柄连接，第二丝杆一端穿过外壳底部的螺孔后与下对接器连接，第二丝杆另一端与第二旋转手柄连接。

进一步的，装置在使用一段时间后都需要对氮气存储罐进行更换，本申请中的氮气存储罐便于更换且对接准确，利用外壳可以对装置进行保护，当需要更换氮气存储罐时，首先转动上下两个旋转手柄，是的两个对接器松开，然后打开上端盖，将氮气存储罐从外壳去取出，然后放入新的氮气存储罐，然后将对接器对接，然后分别转动上下两个旋转手柄，使得丝杆前进进而对氮气存储罐进行挤压固定，也对对接器的对接进行稳定，便于更换氮气存储罐。

进一步的，所述圆筒内设有缓冲层，所述缓冲层采用海绵制成。利用海绵层可以对氮气存储罐进行缓冲保护。

进一步的，所述圆筒内设有干燥层，所述干燥层内填充有干燥剂。利用干燥剂可以吸收空气中的水分保障干燥，对氮气存储罐进行保护。

进一步的，所述装置还包括：波纹软管、温度传感器、第二继电器、第二电动阀门、第二气管，其中，波纹软管一端与温度传感器连接，波纹软管另一端与气嘴侧面连接，温度传感器与单片机连接，第二气管一端与第二气嘴连接，第二气管另一端与氮气存储罐连接，第二气管上设有第二电动阀门，单片机与第二继电器连接，第二继电器与第二电动阀门连接，温度传感器采集温度信息后传递给单片机，当温度高于第四阈值时，单片机控制第二继电器使得第二电动阀门开启，第一气嘴和第二气嘴同时输出氮气进行冷却。

其中，本申请还设有第二套氮气输送链，当需要冷却的气相色谱分析法测试仪温度较高，冷却效果不佳时，则开启第二套冷却输送链进行同时冷却，保障冷却效果。

进一步的，所述外壳底部设有带刹脚轮。利用带刹脚轮可以便于移动。

进一步的，所述外壳上设有安装螺孔。利用安装孔便于安装固定。

进一步的，所述装置还包括显示器，所述显示器与单片机连接，所述显示器用于对温度传感器和气体流量检测计采集的信息进行实时显示。利用显示器用户便于对装置参数进行实时观测。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

解决了现有的相色谱分析法测试仪冷却方式存在效率较低和安全隐患的技术问题，实现了无需人工，全自动实现输送氮气进行冷却，效率和安全性较高，且在氮气输送异常时能够报警，且氮气存储罐便于更换，冷却效果不佳时可以开启第二套冷却链同时进行冷却的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中全自动智能延时降温装置的结构示意图；

图2是本申请中外壳内部部分的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种全自动智能延时降温装置，解决了现有的相色谱分析法测试仪冷却方式存在效率较低和安全隐患的技术问题，实现了无需人工，全自动实现输送氮气进行冷却，效率和安全性较高，且在氮气输送异常时能够报警的技术效果。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1-图2，本申请提供了一种全自动智能延时降温装置，所述装置包括：

电源1、单片机2、继电器3、电动阀门4、气管5、氮气存储罐6、报警器7、气体流量检测计8；其中，气管一端与气嘴9连接，气管另一端与氮气存储罐连接，气管上设有电动阀门，电源与单片机连接，单片机与继电器连接，继电器与电动阀门连接，气体流量检测计安装在气管内，气体流量检测计与单片机连接，单片机与报警器连接；电源开启，单片机开始计时，控制继电器控制端高电平，继电器输出端打开，电动阀门打开，气嘴输出氮气进行冷却；当单片机计时累积达到第一阈值时，控制继电器控制端低电平，继电器输出端断开，电动阀门关闭，氮气停止输出；其中，气体流量检测计将检测到的实时氮气流量信息传递到单片机，当实时氮气流量大于第二阈值或小于第三阈值时，则单片机控制报警器进行报警。

其中，所述装置还包括外壳9，所述电源、单片机、继电器、氮气存储罐、报警器均固定在外壳内，外壳顶部设有上端盖10，上端盖一端与外壳顶部铰链连接，上端盖另一端可通过锁扣与外壳固定连接，外壳内固定有圆筒11，圆筒上端为开口状，圆筒竖直中心线与上端盖的端盖孔中心线重合，圆筒下端设有对接孔，气管5一端穿过对接孔后与下对接器12连接，氮气存储罐6的下端出气口处连接有上对接器13，第一丝杆14一端穿过上端盖上的螺孔后延伸至圆筒内，第一丝杆另一端与第一旋转手柄15连接，第二丝杆16一端穿过外壳底部的螺孔后与下对接器连接，第二丝杆另一端与第二旋转手柄17连接。

其中，所述装置还包括：波纹软管、温度传感器、第二继电器、第二电动阀门、第二气管，其中，波纹软管一端与温度传感器连接，波纹软管另一端与气嘴侧面连接，温度传感器与单片机连接，第二气管一端与第二气嘴连接，第二气管另一端与氮气存储罐连接，第二气管上设有第二电动阀门，单片机与第二继电器连接，第二继电器与第二电动阀门连接，温度传感器采集温度信息后传递给单片机，当温度高于第四阈值时，单片机控制第二继电器使得第二电动阀门开启，第一气嘴和第二气嘴同时输出氮气进行冷却，利用波纹软管可以弯曲变形，便于对温度传感器的检测位置进行调整。

全自动智能延时降温装置，包括：AT8952单片机、复位按键、小型继电器、系统电源等电子元器件及模块。

内部芯片有：单片机型号为AT89S52，是一种基于CMOS工艺的低功耗、高性能的8位微控制器，具有8K片内flash，内核为8051系列。继电器：小型5脚式5V继电器，输出端为单刀单掷。

来电时，延时降温装置获得220V电压，通过内部的稳压电路，输出24V直流电。此24V直流电通过装置内芯片7805单片机转换为5V电压供单片机使用，此装置立即工作。单片机首先完成自身的复位初始化，继电器初态为闭合。接着，设置单片机定时器0，即在16位定时计数器方式下。开启按钮按下，设定时间从0开始计时，继电器控制端高电平，继电器输出端打开，氮气阀门打开，一定速率通入氮气。设定时间到，关闭定时器，此时给继电器控制端低电平，继电器输出端断开，阀门立即关闭，氮气停止通入。此时，程序执行完毕。另外，装置内装设继电保护器，监控氮气通道截面积流通量大小，若大于警示值则实现报警功能。

装置外部使用坚硬金属外壳保护、内部预留空间充足，装置无位置限制、无需固定安装，易于应用于各种需要便携设备的场合。亦可在氮气充入出现故障时，单片机芯片及控制阀两端位可拆卸检查，并灵活调节。

1、试验结果对比：

经过全自动智能延时降温装置未接入与接入油色谱测试仪之后130次油色谱试验结果比对分析，试验数据差异很小，误差为0.05％。

2、效益分析：

通过使用全自动智能延时降温装置，不仅保证了数据的可靠性，同时提高化学专业工作效率。且大大降低了设备运行时间及氮气阀门开关的使用频率，极大的延长了设备的使用寿命。小组的活动成果自我评价得分中超过了预期目标，并达到了满意度85％。

3、人力成本

采用全自动智能延时降温装置后，每次试验工作参与人员均可减少1人，且能减少3小时工作时间。以每人每小时工资按40元计算，每个试验现场投入人力2人，共计明年油色谱试验工作360项。

减少人力开支：1×120×360＝43200元

减少1年工作时间：1×3×360＝1080小时。节省的时间和人力将完成试验报告的整理、试验仪器的维护等创造无形价值的工作中。

两方面效益总和为：15000+48000＝63000元

4、社会效益

采用全自动智能延时降温装置后，可有效减少设备使用时间、避免阀门损坏、氮气泄漏风险，践行了企业勤俭节约、爱护公物的社会责任。

1、常规法无延时降温装置原理

常规法无延时降温装置是人为控制氮气通路的打开与关闭。正常氮气进入的过程所需时间为3小时，因此一名工人需定点看守、控制开关阀门。而高频率动用载体钢瓶的开关阀门，会缩短阀门的使用周期，阀门易破损，情况严重导致钢瓶漏气。

2、定量气体智能降温装置原理

定量气体智能降温装置是在常规法无延时降温装置的基础上改进。将载体钢瓶与仪器间加装小容量钢瓶(钢瓶含量恰好满足整个降温过程)，每次试验前打开载体钢瓶阀门对小容量钢瓶注入满容量氮气。此方案可行，节约工序时间。但仍然需要工人定时注满小容量钢瓶。工序精简满足率不高、阀门易损耗问题未处理。

3、全自动智能延时降温装置原理

全自动智能延时降温装置则是在载体钢瓶与仪器间加装单片机内部定时器实现氮气自动延时效果原理及继电器通断控制策略，使得载体钢瓶自动智能控制氮气的充入量。有效减少了工人的定时看守、且满足了降低开关阀门使用率的问题。

因此，尽量减少设备的使用时间、延长其使用寿命，则可增加设备的经济效益。再从制作成本和维护角度出发，全自动智能延时降温装置仅由自主开发的单片机内部定时器及继电器通断控制组成，成本费用很低、制作简单、工作量小，且维护更换方便。综合所述，全自动智能延时降温装置在三种降温装置中产生的经济效益最为明显。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

解决了现有的相色谱分析法测试仪冷却方式存在效率较低和安全隐患的技术问题，实现了无需人工，全自动实现输送氮气进行冷却，效率和安全性较高，且在氮气输送异常时能够报警，且氮气存储罐便于更换，冷却效果不佳时可以开启第二套冷却链同时进行冷却的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种全自动智能延时降温装置，其特征在于，所述装置包括：

电源、单片机、继电器、电动阀门、气管、氮气存储罐、报警器、气体流量检测计；其中，气管一端与气嘴连接，气管另一端与氮气存储罐连接，气管上设有电动阀门，电源与单片机连接，单片机与继电器连接，继电器与电动阀门连接，气体流量检测计安装在气管内，气体流量检测计与单片机连接，单片机与报警器连接；电源开启，单片机开始计时，控制继电器控制端高电平，继电器输出端打开，电动阀门打开，气嘴输出氮气进行冷却；当单片机计时累积达到第一阈值时，控制继电器控制端低电平，继电器输出端断开，电动阀门关闭，氮气停止输出；其中，气体流量检测计将检测到的实时氮气流量信息传递到单片机，当实时氮气流量大于第二阈值或小于第三阈值时，则单片机控制报警器进行报警；所述装置还包括外壳，所述电源、单片机、继电器、氮气存储罐、报警器均固定在外壳内，外壳顶部设有上端盖，上端盖一端与外壳顶部铰链连接，上端盖另一端可通过锁扣与外壳固定连接，外壳内固定有圆筒，圆筒上端为开口状，圆筒竖直中心线与上端盖的端盖孔中心线重合，圆筒下端设有对接孔，气管一端穿过对接孔后与下对接器连接，氮气存储罐的下端出气口处连接有上对接器，第一丝杆一端穿过上端盖上的螺孔后延伸至圆筒内，第一丝杆另一端与第一旋转手柄连接，第二丝杆一端穿过外壳底部的螺孔后与下对接器连接，第二丝杆另一端与第二旋转手柄连接；所述装置还包括：波纹软管、温度传感器、第二继电器、第二电动阀门、第二气管，其中，波纹软管一端与温度传感器连接，波纹软管另一端与气嘴侧面连接，温度传感器与单片机连接，第二气管一端与第二气嘴连接，第二气管另一端与氮气存储罐连接，第二气管上设有第二电动阀门，单片机与第二继电器连接，第二继电器与第二电动阀门连接，温度传感器采集温度信息后传递给单片机，当温度高于第四阈值时，单片机控制第二继电器使得第二电动阀门开启，第一气嘴和第二气嘴同时输出氮气进行冷却。

2.根据权利要求1所述的全自动智能延时降温装置，其特征在于，所述圆筒内设有缓冲层，所述缓冲层采用海绵制成。

3.根据权利要求1所述的全自动智能延时降温装置，其特征在于，所述圆筒内设有干燥层，所述干燥层内填充有干燥剂。

4.根据权利要求1所述的全自动智能延时降温装置，其特征在于，所述外壳底部设有带刹脚轮。

5.根据权利要求1所述的全自动智能延时降温装置，其特征在于，所述外壳上设有安装螺孔。

6.根据权利要求1所述的全自动智能延时降温装置，其特征在于，所述装置还包括显示器，所述显示器与单片机连接，所述显示器用于对温度传感器和气体流量检测计采集的信息进行实时显示。