CN107831274A - 一种用于高压套管油气综合在线监测装置 - Google Patents

一种用于高压套管油气综合在线监测装置 Download PDF

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何红军
朱洋凯
杨军伟
周正超
顾新波
高照
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    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Abstract

本发明公开了一种用于高压套管油气综合在线监测装置，属于电力技术领域，包括电源板、液晶显示器、主CPU板、数个采样板和数个传感器模块，解决了监测最大七路高压套管油中氢气含量的在线监测的技术问题，本发明结构简单、紧凑，集成度高，可以实时的采集高压套管中油的温度及氢气的含量，具有安装方便、稳定性好、准确性高、反应快等优点。

Description

一种用于高压套管油气综合在线监测装置
技术领域
本发明属于电力技术领域，特别涉及一种用于高压套管油气综合在线监测装置。
背景技术
充油高压套管在长期运行中和发生故障后，在热、电作用下，其绝缘油及有机绝缘材料会分解出一些对故障判断有价值的气体，包括氢气、甲烷、乙炔、乙烯、一氧化碳、二氧化碳等，分析油中溶解的这些气体是判断充油高压套管早期潜伏性故障最方便、最有效的措施之一。
目前已经研制开发了许多实用的气体传感器，这些气体传感器也应用在了在线监测装置中，如金属氧化物半导体传感器、电化学传感器、固体电解质传感器、热线传感器等。但是，由于这些气体传感器普遍存在的交叉敏感性，而且器响应受到温度、湿度以及环境条件等因数的影响，稳定性和选择性较差，使得它的应用受到了限制，对于监测精度和分辨率要求不高或者气体成分较为简单的场合，还可以使用。但在复杂气体准确定性定量中，确实很难检测出特定气体的含量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高压套管油气综合在线监测装置，解决了监测最大七路高压套管油中氢气含量的在线监测的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于高压套管油气综合在线监测装置，包括电源板、液晶显示器、主CPU板、数个采样板和数个传感器模块，所有采样板均通过导线连接主CPU板，每一个传感器模块均通过导线连接一个采样板；液晶显示器通过导线连接主CPU板；
采样板上设有输出接口、模拟电源接口、传感器接口、AD模块、参考电压电路、放大电路和滤波电路，模拟电源接口通过导线连接所述电源板，传感器接口包括SENSOR_CE端、SENSOR_RE端和SENSOR_SE端；
参考电压电路包括场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C9、电容C7和放大器U2A，放大器U2A的1脚连接所述SENSOR_CE端，放大器U2A的2脚通过串联连接的电阻R1和电阻R2连接所述SENSOR_RE端，放大器U2A的3脚通过电阻R3连接模拟电源接口，放大器U2A的3脚还通过串联连接的电阻R3和电容C9连接地线，放大器U2A的1脚还通过串联连接的电容C7和电阻R2连接放大器U2A的2脚；
所述SENSOR_RE端连接场效应管Q1的D极，所述SENSOR_SE端连接场效应管Q1的S极，场效应管Q1的G极连接所述模拟电源接口；
放大电路包括电阻R15、电阻R14、电容C10、电容C11、电阻R17和放大器U2B，放大器U2B的6脚通过电阻R15连接所述SENSOR_SE端，放大器U2B的6脚通过并联连接的电容C10、电容C11和电阻R14连接放大器U2B的7脚，放大器U2B的5脚通过电阻R17连接模拟电源接口；
所述滤波电路包括放大器OPB1A、放大器OPB1B、电阻R21、电阻RN1、电阻R18、电阻R31、电阻R32、电阻R20和电阻R19，放大器OPB1A的2脚通过电阻R21连接放大器U2B的7脚，放大器OPB1A的2脚还通过串联连接的电阻RN1和电阻R18连接放大器OPB1A的1脚，放大器OPB1A的3脚连接模拟电源接口，放大器OPB1A的1脚还通过串联连接的电阻R31和电阻R32连接放大器OPB1B的7脚，放大器OPB1B的6脚还通过电阻R20连接放大器OPB1A的1脚，放大器OPB1B的6脚和7脚之间连接有电阻R19，放大器OPB1B的7脚连接所述AD模块；
所述AD模块连接所述输出接口，所述输出接口通过导线连接主CPU板。
所述主CPU板上设有CPU，所述CPU为ARM9控制器。
所述传感器接口通过导线连接传感器模块。
所述传感器模块为气体传感器或温度传感器，所述气体传感器的型号为H2-BF。
所述AD模块的型号为AD7606。
所述传感器模块的个数为7个，所述采样板的个数为7个。
所述采样板上还设有指示灯模块，指示灯模块连接所述AD模块，所述指示灯模块包括数个LED灯。
本发明所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，解决了监测最大七路高压套管油中氢气含量的在线监测的技术问题，本发明结构简单、紧凑，集成度高，可以实时的采集高压套管中油的温度及氢气的含量，具有安装方便、稳定性好、准确性高、反应快等优点。
附图说明
图1是本发明的原理图方框图；
图2是本发明的采样板的电路图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，包括电源板、液晶显示器、主CPU板、数个采样板和数个传感器模块，所有采样板均通过导线连接主CPU板，每一个传感器模块均通过导线连接一个采样板；液晶显示器通过导线连接主CPU板；
采样板上设有输出接口、模拟电源接口、传感器接口、AD模块、参考电压电路、放大电路和滤波电路，模拟电源接口通过导线连接所述电源板，传感器接口包括SENSOR_CE端、SENSOR_RE端和SENSOR_SE端；
参考电压电路包括场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C9、电容C7和放大器U2A，放大器U2A的1脚连接所述SENSOR_CE端，放大器U2A的2脚通过串联连接的电阻R1和电阻R2连接所述SENSOR_RE端，放大器U2A的3脚通过电阻R3连接模拟电源接口，放大器U2A的3脚还通过串联连接的电阻R3和电容C9连接地线，放大器U2A的1脚还通过串联连接的电容C7和电阻R2连接放大器U2A的2脚；
所述SENSOR_RE端连接场效应管Q1的D极，所述SENSOR_SE端连接场效应管Q1的S极，场效应管Q1的G极连接所述模拟电源接口；
放大电路包括电阻R15、电阻R14、电容C10、电容C11、电阻R17和放大器U2B，放大器U2B的6脚通过电阻R15连接所述SENSOR_SE端，放大器U2B的6脚通过并联连接的电容C10、电容C11和电阻R14连接放大器U2B的7脚，放大器U2B的5脚通过电阻R17连接模拟电源接口；
所述滤波电路包括放大器OPB1A、放大器OPB1B、电阻R21、电阻RN1、电阻R18、电阻R31、电阻R32、电阻R20和电阻R19，放大器OPB1A的2脚通过电阻R21连接放大器U2B的7脚，放大器OPB1A的2脚还通过串联连接的电阻RN1和电阻R18连接放大器OPB1A的1脚，放大器OPB1A的3脚连接模拟电源接口，放大器OPB1A的1脚还通过串联连接的电阻R31和电阻R32连接放大器OPB1B的7脚，放大器OPB1B的6脚还通过电阻R20连接放大器OPB1A的1脚，放大器OPB1B的6脚和7脚之间连接有电阻R19，放大器OPB1B的7脚连接所述AD模块；
所述AD模块连接所述输出接口，所述输出接口通过导线连接主CPU板。
所述主CPU板上设有CPU，所述CPU为ARM9控制器。
所述传感器接口通过导线连接传感器模块。
所述传感器模块为气体传感器或温度传感器，所述气体传感器的型号为H2-BF。
所述AD模块的型号为AD7606。
所述传感器模块的个数为7个，所述采样板的个数为7个。
所述采样板上还设有指示灯模块，指示灯模块连接所述AD模块，所述指示灯模块包括数个LED灯。
使用时，将传感器模块直接伸入高压套管的注油阀管道内，传感器模块采集氢气的浓度值，参考电压电路为传感器模块提供必要的参考电压和工作电压，放大电路放大传感器模块输出的信号，滤波电路对放大器电路的输出信号进行滤波后，在将该信号传输给AD模块进行模数转换，最后通过输出接口将该信号传送给主CPU板进行处理，主CPU板通过液晶显示器显示氢气的浓度值。
所述电源板上设有稳压模块，用于对液晶显示器、主CPU板、所有采样板和所有传感器模块供电。
所述传感器模块还可以为温度传感器，用于检测油温信息。
指示灯模块包括红色LED灯、蓝色LED灯和绿色LED灯，指示灯模块显示的报警内容如表1所示：
表1
表1中，DGA为氢气浓度。
本发明所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，解决了监测最大七路高压套管油中氢气含量的在线监测的技术问题，本发明结构简单、紧凑，集成度高，可以实时的采集高压套管中油的温度及氢气的含量，具有安装方便、稳定性好、准确性高、反应快等优点。

Claims (7)

1.一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于：包括电源板、液晶显示器、主CPU板、数个采样板和数个传感器模块，所有采样板均通过导线连接主CPU板，每一个传感器模块均通过导线连接一个采样板；液晶显示器通过导线连接主CPU板；
采样板上设有输出接口、模拟电源接口、传感器接口、AD模块、参考电压电路、放大电路和滤波电路，模拟电源接口通过导线连接所述电源板，传感器接口包括SENSOR_CE端、SENSOR_RE端和SENSOR_SE端；
参考电压电路包括场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C9、电容C7和放大器U2A，放大器U2A的1脚连接所述SENSOR_CE端，放大器U2A的2脚通过串联连接的电阻R1和电阻R2连接所述SENSOR_RE端，放大器U2A的3脚通过电阻R3连接模拟电源接口，放大器U2A的3脚还通过串联连接的电阻R3和电容C9连接地线，放大器U2A的1脚还通过串联连接的电容C7和电阻R2连接放大器U2A的2脚；
所述SENSOR_RE端连接场效应管Q1的 D极，所述SENSOR_SE端连接场效应管Q1的 S极，场效应管Q1的 G极连接所述模拟电源接口；
放大电路包括电阻R15、电阻R14、电容C10、电容C11、电阻R17和放大器U2B，放大器U2B的6脚通过电阻R15连接所述SENSOR_SE端，放大器U2B的6脚通过并联连接的电容C10、电容C11和电阻R14连接放大器U2B的7脚，放大器U2B的5脚通过电阻R17连接模拟电源接口；
所述滤波电路包括放大器OPB1A、放大器OPB1B、电阻R21、电阻RN1、电阻R18、电阻R31、电阻R32、电阻R20和电阻R19，放大器OPB1A的2脚通过电阻R21连接放大器U2B的7脚，放大器OPB1A的2脚还通过串联连接的电阻RN1和电阻R18连接放大器OPB1A的1脚，放大器OPB1A的3脚连接模拟电源接口，放大器OPB1A的1脚还通过串联连接的电阻R31和电阻R32连接放大器OPB1B的7脚，放大器OPB1B的6脚还通过电阻R20连接放大器OPB1A的1脚，放大器OPB1B的6脚和7脚之间连接有电阻R19，放大器OPB1B的7脚连接所述AD模块；
所述AD模块连接所述输出接口，所述输出接口通过导线连接主CPU板。
2.如权利要求1所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于:所述主CPU板上设有CPU，所述CPU为ARM9控制器。
3.如权利要求1所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于:所述传感器接口通过导线连接传感器模块。
4.如权利要求1所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于:所述传感器模块为气体传感器或温度传感器，所述气体传感器的型号为H2-BF。
5.如权利要求1所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于:所述AD模块的型号为AD7606。
6.如权利要求1所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于:所述传感器模块的个数为7个，所述采样板的个数为7个。
7.如权利要求1所述的一种用于高压套管油气综合在线监测装置，其特征在于:所述采样板上还设有指示灯模块，指示灯模块连接所述AD模块，所述指示灯模块包括数个LED灯。
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