CN111351906A - 微水传感器温度老化及补偿装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属微水变送器老化装置领域，尤其涉及一种微水传感器温度老化及补偿装置及其测试方法，在罐体（1）上设有充气接头（3）及放气接头（4）；在充气自封阀（301）上固定设有微水传感器（5）；微水传感器（5）的入口与充气自封阀（301）的腔体相通；真空泵（6）的进气口与罐体（1）的腔体相通；在罐体（1）内固定设有温度变送器（7）、露点传感器（8）及压力传感器（9）；微水传感器（5）、温度变送器（7）、露点传感器（8）、压力传感器（9）及显示器（2）的信号传输端口分别与控制模块的信号传输端口相接。本发明可以针对微水传感器进行多工位的同步测量及标定补偿。

Description

微水传感器温度老化及补偿装置及其测试方法

技术领域

本发明属微水变送器老化装置领域，尤其涉及一种微水传感器温度老化及补偿装置及其测试方法。

背景技术

微水传感器用于监视密闭容器中SF₆气体的微水含量与密度、压力、温度等数据，具有实时远传监测功能。采用智能补偿技术，可以实时跟踪SF₆气体压力变化的非线性以及微水含量的变化，测量精确，应用广泛。适用于高压系统的监测。可提供新建变电站配套及现有变电站智能化改造等多种解决方案。微水变送器的传感器周围空气中的水分子附着在传感器内壁、电子元件等表面，这样就会带来产品出厂后在投入使用的初期，微水含量长时间不能与被测气室的微水值均 衡造成检测数据偏高。现有技术中尚未发现可以针对微水传感器进行多工位的同步测量及标定补偿的微水传感器温度老化及补偿装置。

发明内容

本发明旨在克服现有技术不足之处而提供一种可以针对微水传感器进行多工位的同步测量及标定补偿的微水传感器温度老化及补偿装置及其测试方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

微水传感器温度老化及补偿装置，包括包括罐体、控制模块、显示器及真空泵；在所述罐体上设有控制模块及显示器；在所述罐体上还设有充气接头及放气接头；在所述充气接头与放气接头上依次固定设有充气自封阀及放气自封阀；在所述充气自封阀上固定设有微水传感器；所述微水传感器的入口与充气自封阀的腔体相通；所述充气自封阀的腔体与罐体的腔体相通；所述真空泵的进气口与罐体的腔体相通；

在所述罐体内固定设有温度变送器、露点传感器及压力传感器；所述微水传感器、温度变送器、露点传感器、压力传感器及显示器的信号传输端口分别与控制模块的信号传输端口相接。

作为一种优选方案，本发明在所述罐体底部中心区域固定设有风扇。

进一步地，本发明在充气自封阀的入气口固定接有PTFE管。

进一步地，本发明在所述PTFE管的端口固定串接PVC管。

上述微水传感器温度老化及补偿装置的测试方法，可按如下步骤实施：

a、将露点传感器置入罐体中，在环境温度60℃下对罐体抽气，达到真空保持一小时；停止抽气向容器内充入高纯氮，然后继续抽气到真空5Pa以下；

b、通过充气自封阀上的PTFE管向罐体内充高纯氮气体，同时开启放气自封阀排出容器内气体，开启风扇使罐体内各处湿度均匀；

c、通过空气中水分对PVC管渗透，调节注入不同微水值的气体；

d、当微水传感器输出信号达到所需露点值，温度达到恒定，压力达到测试值后关断充气自封阀使罐体密闭；

e、测量微水传感器、温度变送器、露点传感器、压力传感器输出的露点、压力、温度，并计算出微水含量和密度值，并将测量和计算结果记录保存做出变化曲线。

本发明可针对HB5115系列微水传感器的多参数测量及老化，可以针对微水传感器进行多工位的同步测量及标定补偿。本发明可以对同步测量数据进行采集，预处理、整定及工程量变换。可对数据进行历史存储及数据报表等功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明充气接头及放气接头平面布置图。

图3为本发明控制部分电路原理框图。

图中：1、罐体；2、显示器；3、充气接头；301、充气自封阀；4、放气接头；401、放气自封阀；5、微水传感器；6、真空泵；7、温度变送器；8、露点传感器；9、压力传感器；10、风扇；11、PTFE管；12、信号和电源线引出口；13、传感器卡子；14、法兰。

具体实施方式

如图所示，微水传感器温度老化及补偿装置，包括包括罐体1、控制模块、显示器2及真空泵6；在所述罐体1上还设有充气接头3及放气接头4；在所述充气接头3与放气接头4上依次固定设有充气自封阀301及放气自封阀401；在所述充气自封阀301上固定设有微水传感器5；所述微水传感器5的入口与充气自封阀301的腔体相通；所述充气自封阀301的腔体与罐体1的腔体相通；所述真空泵6的进气口与罐体1的腔体相通；

在所述罐体1内固定设有温度变送器7、露点传感器8及压力传感器9；所述微水传感器5、温度变送器7、露点传感器8、压力传感器9及显示器2的信号传输端口分别与控制模块的信号传输端口相接。

本发明在所述罐体1底部中心区域固定设有风扇10。本发明在充气自封阀301的入气口固定接有PTFE管11。本发明在所述PTFE管11的端口固定串接PVC管12。

上述微水传感器温度老化及补偿装置的测试方法，按如下步骤实施：

a、将露点传感器8置入罐体1中，在环境温度60℃下对罐体1抽气，达到真空保持一小时；停止抽气向容器内充入高纯氮，然后继续抽气到真空5Pa以下；

b、通过充气自封阀301上的PTFE管11向罐体1内充高纯氮气体，同时开启放气自封阀401排出容器内气体，开启风扇10使罐体1内各处湿度均匀；

c、通过空气中水分对PVC管12渗透，调节注入不同微水值的气体；

d、当微水传感器5输出信号达到所需露点值，温度达到恒定，压力达到测试值后关断充气自封阀301使罐体1密闭；

e、测量微水传感器5、温度变送器7、露点传感器8、压力传感器9输出的露点、压力、温度，并计算出微水含量和密度值，并将测量和计算结果记录保存做出变化曲线。

本发明测量微水变送器在一定压力下，记录随着温度的变化，微水变送器输出的露点、压力的漂移值，并比较验证其准确度，并且进行温度补偿，实现微水变送器的温度补偿及老化工作。

在具体设计时，本发明主要包括：

罐体，内置检验过的露点传感器作为标准露点测量，一个压力传感器和一个温度传感器作为温度压力测量。

内置一个风扇转动时用于搅拌容器内气体使其湿度均匀。

罐体顶盖装有柯阀座用于密闭容器供给微水传感器、温度传感器、压力变送器和风扇的信号和电源连线。

罐体顶盖上装有自封阀，用于给容器内充放气。

充气管路为聚四氟管（PTFE），充低水分含量的纯高纯氮气体，还有串联PVC管的管路用以充含不同水分的气体，通过PVC管长度和时间来调节湿度大小。

温箱，空间可装入密闭容器内压力，温区包括-30℃～50℃

有一台独立可移动真空机组，主要包括真空测量系统、真空室、机械泵、分子泵、阀门及真空管路、电控系统组成，用于对罐体抽真空。机组自身真空度极限可达≤9*10^-5Pa

数据采集柜，可采集、显示、记录各传感器压力、温度、露点信号并计算微水含量PPM值。

测试过程：

（1）上述罐体内放置被测露点传感器，连接好信号线，密封容器，放在温箱内，温度60℃同时对容器抽气，达到真空保持一小时，停止抽气向容器内充入高纯氮，然后继续抽气到真空5Pa以下，反复几次以排除容器内水汽。

真空机组操作规程：

a、抽真空管路接通罐体后，打开真空机组手动阀。

b、按下总电源面板上的“机械泵开”按钮启动机瞎蹦这时机械泵按钮显示灯亮。

c、前级真空达到要求后（等待真空计低真空部分显示＜10Pa）打开分子泵电源，按下分子泵启动电源的按钮，启动分子泵。

d、待分子泵达到正常转速3～5分钟后，达到正常工作。

e、按下真空计控制电源电离部分的“开电离”按钮，观察真空计真空数值。

f、实验结束后真空关机组阀，摘下与罐体管路连接，关闭真空计电离部分，待分子泵停稳后停机械泵，关闭分子泵电源，关闭控制系统电源。

（2）向罐体内充高纯氮气体，同时开启放气自封阀排出罐体内气体，开启风扇使罐体内各处湿度均匀。

（3）需要充入不同微水值时可通过在进气管串联不同长度的PVC管，同时通过注入气体流量来控制进气的微水值，看微水传感器输出信号达到所需露点值，温度达到恒定，压力达到测试值后关断充放气阀使容器密闭。

（4）在上述工况下测量传感器输出的露点、压力、温度，并经软件计算出微水含量和密度值，并将测量和计算结果记录保存做出变化曲线。

（5）对不同测量点重复第2步，待温度恒定3小时后重复上述3。

（6）根据随着温度的变化，微水变送器输出的露点、压力的漂移值,并比较验证其准确度，找出变化规律，并且进行温度补偿，实现微水变送器的温度补偿及老化工作。

本发明充气自封阀及放气自封阀采用通用SF₆自封阀，当然也可以采用其它通用微水密度传感器自封阀产品。在自封阀端口空气压力发生变化时，通过弹簧对阀芯及挡环施加作用，从而自动控制自封阀的开度。阀芯端部对应罐体腔体，挡环对应微水传感器腔体。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.微水传感器温度老化及补偿装置，包括罐体（1）、控制模块、显示器（2）及真空泵（6），其特征在于：在所述罐体（1）上还设有充气接头（3）及放气接头（4）；在所述充气接头（3）与放气接头（4）上依次固定设有充气自封阀（301）及放气自封阀（401）；在所述充气自封阀（301）上固定设有微水传感器（5）；所述微水传感器（5）的入口与充气自封阀（301）的腔体相通；所述充气自封阀（301）的腔体与罐体（1）的腔体相通；所述真空泵（6）的进气口与罐体（1）的腔体相通；

在所述罐体（1）内固定设有温度变送器（7）、露点传感器（8）及压力传感器（9）；所述微水传感器（5）、温度变送器（7）、露点传感器（8）、压力传感器（9）及显示器（2）的信号传输端口分别与控制模块的信号传输端口相接。

2.根据权利要求1所述的微水传感器温度老化及补偿装置，其特征在于：在所述罐体（1）底部中心区域固定设有风扇（10）。

3.根据权利要求2所述的微水传感器温度老化及补偿装置，其特征在于：在充气自封阀（301）的入气口固定接有PTFE管（11）。

4.根据权利要求3所述的微水传感器温度老化及补偿装置，其特征在于：在所述PTFE管（11）的端口固定串接PVC管（12）。

5.根据权利要求1～4所述微水传感器温度老化及补偿装置的测试方法，其特征在于，按如下步骤实施：

a、将露点传感器（8）置入罐体（1）中，在环境温度60℃下对罐体（1）抽气，达到真空保持一小时；停止抽气向容器内充入高纯氮，然后继续抽气到真空5Pa以下；

b、通过充气自封阀（301）上的PTFE管（11）向罐体（1）内充高纯氮气体，同时开启放气自封阀（401）排出容器内气体，开启风扇（10）使罐体（1）内各处湿度均匀；

c、通过空气中水分对PVC管（12）渗透，调节注入不同微水值的气体；

d、当微水传感器（5）输出信号达到所需露点值，温度达到恒定，压力达到测试值后关断充气自封阀（301）使罐体（1）密闭；

e、测量微水传感器（5）、温度变送器（7）、露点传感器（8）、压力传感器（9）输出的露点、压力、温度，并计算出微水含量和密度值，并将测量和计算结果记录保存做出变化曲线。

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