CN112098472A - 串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法 - Google Patents

串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112098472A
CN112098472A CN202010831291.4A CN202010831291A CN112098472A CN 112098472 A CN112098472 A CN 112098472A CN 202010831291 A CN202010831291 A CN 202010831291A CN 112098472 A CN112098472 A CN 112098472A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
sensor
decomposition product
connector
loading
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010831291.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112098472B (zh
Inventor
张立军
刘克成
夏彦卫
高燕宁
韩鹤松
石荣雪
任汉涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd, State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202010831291.4A priority Critical patent/CN112098472B/zh
Publication of CN112098472A publication Critical patent/CN112098472A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112098472B publication Critical patent/CN112098472B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/129—Diode type sensors, e.g. gas sensitive Schottky diodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种串联式SF6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法，属于化学分析技术领域，串联式SF6分解产物检测传感器包括气敏元件装载装置及多个气敏元件；气敏元件装载装置包括依次可拆卸连接的多个装载件，多个气敏元件一一对应的装载于多个装载件上；各个装载件的孔壁内均设置有用于安装气敏元件的安装位，以及位于安装位上、沿通气孔的径向连通的通气孔和外部空间的出线孔，出线孔用于供气敏元件上的引出导线穿出。本发明还提供了一种串联式SF6分解产物检测装置及检测方法。本发明提供的串联式SF6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法，保证了传感器每次测量结果的准确性，提高了传感器的重现性和可靠性。

Description

串联式SF6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法
技术领域
本发明属于化学分析技术领域，更具体地说，是涉及一种串联式SF6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法。
背景技术
GIS(GAS insulated SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。 GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。在GIS开关长期运行过程中，由于发热和电弧放电等原因，导致SF6分解，产生SO2和H2S分解产物，使设备在长期运行过程中易受腐蚀，且降低设备运行可靠性。
为保证设备运行的安全可靠性，需要一种GIS开关内SF6分解产物定期检测装置，通过检测SF6分解产物中SO2和H2S的浓度来判断SF6的纯度，如果分解产物浓度过高，则需及时更换SF6气体。但GIS开关柜数量较多且地点分散，通常远离实验室，而SO2和H2S的浓度检测一般需要在实验室完成，这就导致SF6气体取样工作量很大，如果采用现场采样检测的方式则可大量减轻现场维护人员工作量。
现有SO2和H2S气敏元件绝大多数由气体敏感材料陶瓷环和环内加热丝两部分组成，由于气敏元件引出导线非常细且易折断，通常采用4脚或6脚金属固定支架将引出导线焊接固定在金属支架上，这样可避免气敏元件在安装使用过程中因导线接触不良或折断造成安装失败的现象。与此同时，采用上述方式设计的传感器存在较大的气体滞留区域，导致气体测试完后很难完全排出，再次使用时需要长时间清洗才能保证测试结果不受前一次测量残留气体干扰的影响，导致传感器的重现性和可靠性大打折扣。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种串联式SF6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法，旨在解决现有的SF6分解产物检测传感器不易安装，重现性和可靠性差的技术问题。
一方面，提供了一种串联式SF6分解产物检测传感器，包括气敏元件装载装置及多个气敏元件；所述气敏元件装载装置包括依次可拆卸连接的多个装载件，多个所述气敏元件一一对应的装载于多个所述装载件上；所述装载件内设沿轴向贯通的通气孔，多个所述装载件中的通气孔依次连通形成供待检测气体通过的气道，各个所述装载件的孔壁内均设置有用于安装所述气敏元件的安装位，以及位于所述安装位上、沿通气孔的径向连通的所述通气孔和外部空间的出线孔，所述出线孔用于供所述气敏元件上的引出导线穿出。
进一步地，所述串联式SF6分解产物检测传感器还包括可拆卸连接于所述气敏元件装载装置一端的第一连接头，以及可拆卸连接于所述气敏元件装载装置另一端的第二连接头，所述第一连接头和所述第二连接头内均设有沿轴向贯通的通气孔，所述第一连接头的通气孔和所述第二连接头的通气孔均与所述气道连通，所述第一连接头和所述第二连接头中其中一个连接头用于与外接供气管道连通，另一个连接头用于与外接排气管道连通。
进一步地，所述装载件靠近所述第一连接头的一端的孔壁上开设有开口朝向所述第一连接头的安装槽，所述安装槽用于供所述气敏元件穿入并移动至所述安装位，所述气敏元件通过螺栓与所述安装槽的槽底连接。
进一步地，多个所述装载件依次螺纹连接，所述第一连接头和所述第二连接头均与相应所述装载件螺纹连接。
进一步地，所述第一连接头用于与所述气敏元件装载装置连接的一端和所述装载件远离所述第一连接头的一端均设置有用于与相邻所述装载件螺纹连接的连接套，所述连接套的外壁上设置有外螺纹，所述连接套的内腔的孔径与所述通气孔的孔径相等；所述气敏元件与所述连接套和所述安装槽的槽底之间均设置有密封圈。
进一步地，所述气敏元件装载装置与所述第二连接头之间设置有密封圈。
进一步地，所述连接套用于与所述密封圈相接的一端的孔壁上和所述安装槽的槽底均设置有用于容纳部分所述密封圈的容纳槽。
进一步地，所述第一连接头和所述第二连接头远离所述气敏元件装载装置的一端的孔壁上均设置有与相应外接管道螺纹连接的内螺纹结构。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，设置了更加便于气敏元件安装的装载件，降低了安装过程中引出导线发生折断的风险，提高了组装速率。又由于各装载件的通气孔的孔径一致，进而使得气道的不同区域的孔径一致，最大程度的减少了气体滞留区域的出现，便于测试完成后气体的完全排出，从而保证了传感器每次测量结果的准确性，进而大大提高了传感器的重现性和可靠性。
另一方面，提供了一种串联式SF6分解产物检测装置，包括依次电连接的串联式SF6分解产物检测传感器、信号采集处理控制电路板和上位机；所述气敏元件为用于检测SO2或H2S的气敏元件；
所述上位机通过所述信号采集处理控制电路板采集所述串联式SF6分解产物检测传感器的检测数据，并根据
Figure RE-GDA0002734045190000031
或
Figure RE-GDA0002734045190000032
计算得出SF6分解产物中SO2或H2S的浓度；式中
Figure RE-GDA0002734045190000033
和
Figure RE-GDA0002734045190000034
为SF6气体中分解产物SO2和H2S的气体浓度，K1i和K2i为第i个SO2或H2S气敏元件的电阻与浓度转换系数，ΔR1i和ΔR2i为第i个SO2或H2S气敏元件在测量过程中的电阻变化量，n为SO2或 H2S气敏元件的个数。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，采用了上述串联式SF6分解产物检测传感器，取得了基本相同的技术效果，在此不再赘述。
另一方面，提供了一种串联式SF6分解产物检测方法，包括以下步骤：
组装所述的串联式SF6分解产物检测传感器；其中，所述气敏元件为用于检测SO2或H2S的气敏元件；
将待检测气体通入所述的串联式SF6分解产物检测传感器的气道内；
获取所述串联式SF6分解产物检测传感器的检测数据，并分析得出各个SO2或H2S气敏元件在测量过程中的电阻变化量；
根据
Figure RE-GDA0002734045190000041
或
Figure RE-GDA0002734045190000042
计算得出SF6分解产物中SO2或 H2S的浓度；式中
Figure RE-GDA0002734045190000043
和
Figure RE-GDA0002734045190000044
为SF6气体中分解产物SO2和H2S的气体浓度，K1i和K2i为第i个SO2或H2S气敏元件的电阻与浓度转换系数，ΔR1i和ΔR2i为第i个SO2或 H2S气敏元件在测量过程中的电阻变化量，n为SO2或H2S气敏元件的个数。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，采用了上述串联式SF6分解产物检测传感器，和阵列式分析方法计算SF6分解产物浓度，保证了传感器每次测量结果的准确性，进而大大提高了传感器的重现性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测传感器的透视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测传感器的爆炸分解结构图；
图4为本发明实施例所采用的装载件的竖向剖面结构示意图；
图5为本发明实施例所采用的第一连接头的竖向剖面结构示意图；
图6为本发明实施例所采用的第二连接头的竖向剖面结构示意图；
图7为本发明实施例所采用的气敏元件的结构示意图；
图8为本发明实施例所采用的信号采集处理控制电路板的电路原理示意图；
图9为本发明实施例所采用的上位机的电路原理示意图。
图中：100、气敏元件装载装置；110、装载件；130、出线孔；140、安装槽；150、通气孔；160、第一螺纹结构；170、内螺纹结构；200、气敏元件； 210、引出导线；220、气敏元件氧化铝膜电路板；230、气敏陶瓷环；240、电阻丝；300、第一连接头；400、第二连接头；500、外接供气管道；600、外接排气管道；700、连接套；800、密封圈；810、串行显示接口和复位接口；820、电源电路；830、单片机芯片及外部时钟电路；840、信号采集处理控制电路接口电路；850、外部数据存储器电路；860、芯片调试接口电路；870、传感器加热控制电路；900、容纳槽；910、双四选一通道电路；920、电压信号采集电路； 930、电压基准电路；940、A/D转换电路；950、传感器信号采集接口；960、基准电压功率放大电路；970、上位机连接接口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图4、图7，现对本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测传感器进行说明。串联式SF6分解产物检测传感器，包括气敏元件装载装置100及多个气敏元件200。气敏元件装载装置100包括依次可拆卸连接的多个装载件110，多个气敏元件200一一对应的装载于多个装载件110上。装载件110内设沿轴向贯通的通气孔150，多个装载件110中的通气孔150依次连通形成供待检测气体通过的气道，各个装载件110的孔壁内均设置有用于安装气敏元件200的安装位，以及位于安装位上、沿通气孔150的径向连通的通气孔150和外部空间的出线孔130，出线孔130用于供气敏元件200上的引出导线210穿出。
为便于描述，下文部分内容将“串联式SF6分解产物检测传感器”简称为了“传感器”。
本实施例中气敏元件200包括气敏元件氧化铝膜电路板220，以及均焊接于气敏元件氧化铝膜电路板220上并与气敏元件氧化铝膜电路板220电连接的气敏陶瓷环230、电阻丝240和引出导线210。其中，气敏元件氧化铝膜电路板 220呈环形，气敏陶瓷环230设置在气敏元件氧化铝膜电路板220的环内，电阻丝240设置在气敏陶瓷环230的环内。引出导线210包括加热导丝和传感器信号线。
SF6分解产物中的特征产物主要有SO2和H2S气体。气敏元件200包括适于 SO2检测的SO2气敏元件200和适于H2S检测的H2S气敏元件200。检测SO2时，将SO2气敏元件200安装于装载件110上；检测H2S时，将H2S气敏元件200安装于装载件110上。
本实施例中多个装载件110可通过螺纹连接结构实现可拆卸密封连接，或者通过密封胶条等实现可拆卸密封连接。传感器中装载件110的个数与所需气敏元件200的个数一致，气敏元件200的个数根据检测需要进行选择。
组装时，将气敏元件200固定到装载件110内的安装位上，使得引出导线210经过出线孔130穿出。具体的，气敏元件200可通过螺栓、固定胶或其他固定结构与装载件110固定连接。检测时，将串联式SF6分解产物检测传感器与GIS开关相连，同时将气敏元件200的引出导线210通过信号采集处理控制电路与上位机电连接。之后将SF6气体经气道一端向气道内充入5-10倍于气道体积的SF6气体，然后封闭气道两端。之后接通电源，上位机向信号采集处理控制电路发出信号采集命令，信号采集处理控制电路选择对应的气敏元件200 采集电压信号，并将该信号转换为数字信号后回传至上位机。上位机经分析计算得出相应的SO2或H2S的气体浓度，并将结果通过相应接口显示出来或发送至指定显示设备上。
本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测传感器，与现有技术相比，设置了更加便于气敏元件200安装的装载件110，降低了安装过程中引出导线 210发生折断的风险，提高了组装速率。又由于各装载件110的通气孔150的孔径一致，进而使得气道的不同区域的孔径一致，最大程度的减少了气体滞留区域的出现，便于测试完成后气体的完全排出，从而保证了传感器每次测量结果的准确性，进而大大提高了传感器的重现性和可靠性。
进一步的，通气孔150的最大孔径应不大于20mm，孔径过大不利于气敏元件200电路板上气敏元件200的固定，且体积过大会导致SF6气体采样量增大，失去了经济价值。
由于串联式SF6分解产物检测传感器与GIS开关相连时需要借助管道，为提高外接供气管道500和外接排气管道600与串联式SF6分解产物检测传感器的便捷性，在气敏元件装载装置100的一端加设了第一连接头300，在气敏元件装载装置100的另一端加设了第二连接头400。具体的，上述第一连接头300 和第二连接头400与气敏元件装载装置100均可拆卸连接，第一连接头300和第二连接头400内均设有沿轴向贯通的通气孔150，第一连接头300的通气孔 150和第二连接头400的通气孔150均与气道连通，第一连接头300和第二连接头400中其中一个连接头用于与外接供气管道500连通，另一个连接头用于与外接排气管道600连通。
上述第一连接头300和第二连接头400可通过螺纹连接结构与气敏元件装载装置100可拆卸连接，或通过插接连接结构与气敏元件装载装置100可拆卸连接。
进一步的，装载件110、第一连接头300和第二连接头400可均为耐腐蚀尼龙管件。
请参阅图4，作为本发明提供的串联式SF6分解产物检测传感器的一种具体实施方式，装载件110靠近第一连接头300的一端的孔壁上开设有开口朝向第一连接头300的安装槽140，安装槽140用于供气敏元件200穿入并移动至安装位，气敏元件200通过螺栓与安装槽140的槽底连接。
本实施例中安装槽140的直径大于通气孔150的孔径，这样既便于气敏元件200的安装，也便于气敏元件200与装载件110的固定。
进一步的，气敏元件200电路板两侧有两个固定孔，用于将气敏元件200 电路板通过螺栓固定到装载件110上安装槽140内。
请一并参阅图1至图6，作为本发明提供的串联式SF6分解产物检测传感器的一种具体实施方式，多个装载件110依次螺纹连接，第一连接头300和第二连接头400均与相应装载件110螺纹连接。
这样设置有效降低了气道内气体由相邻两个连接件之间的缝隙内溢出的风险，保证了测试的稳定进行。
为进一步提高相邻两个装载件110之间、第一连接头300与相应装载件110 之间的气密性，请一并参阅图2至图5，作为本发明提供的串联式SF6分解产物检测传感器的一种具体实施方式，第一连接头300用于与气敏元件装载装置100 连接的一端和装载件110远离第一连接头300的一端均设置有用于与相邻装载件110螺纹连接的连接套700，连接套700的外壁上设置有外螺纹，连接套700 的内腔的孔径与通气孔150的孔径相等。安装槽140的侧壁上和第二连接头400 靠近气敏元件装载装置100的一端的孔壁上均设置有用于与相应连接套700螺纹配合的第一螺纹结构160。气敏元件200与连接套700和安装槽140的槽底之间均设置有密封圈800。
密封圈800的设置进一步降低了气道内气体由相邻两个连接件之间的缝隙内溢出的风险，保证了测试的稳定进行。
为进一步提高第二连接头400与相应装载件110之间的气密性，请参阅图 3，作为本发明提供的串联式SF6分解产物检测传感器的一种具体实施方式，气敏元件装载装置100与第二连接头400之间设置有密封圈800。
密封圈800直接放置在相邻两个装载件110之间、第一连接头300与相应装载件110之间或第二连接头400与相应装载件110之间已在装配或使用过程中发生移动，进而影响传感器的气密性，为解决这一问题，在上述实施例的基础上，在连接套700用于与密封圈800相接的一端的孔壁上和安装槽140的槽底均开设了用于容纳部分密封圈800的容纳槽900。
进一步的，容纳槽900的直径大于通气孔150的孔径，小于安装槽140的直径。
请参阅图5及图6，作为本发明提供的串联式SF6分解产物检测传感器的一种具体实施方式，第一连接头300和第二连接头400远离气敏元件装载装置100 的一端的孔壁上均设置有与相应外接管道螺纹连接的内螺纹结构170。
内螺纹结构的设置便于外接供气管道500或外接排气管道600与相应连接头螺纹连接，进而保证了外接供气管道500或外接排气管道600与相应连接头紧密连接，且降低了气体由外接管道与相应连接头的接缝处溢出的风险，保证了传感器的正常使用。
本发明实施例还提供一种串联式SF6分解产物检测装置。请参阅图1至图7，串联式SF6分解产物检测装置包括依次电连接的串联式SF6分解产物检测传感器、信号采集处理控制电路板和上位机；气敏元件为用于检测SO2或H2S的气敏元件；
上位机通过信号采集处理控制电路板采集串联式SF6分解产物检测传感器的检测数据，并根据
Figure RE-GDA0002734045190000091
或
Figure RE-GDA0002734045190000092
计算得出SO2或H2S的浓度；式中
Figure RE-GDA0002734045190000093
和
Figure RE-GDA0002734045190000094
为SF6气体中分解产物SO2和H2S的气体浓度，K1i和K2i为第 i个SO2或H2S气敏元件的电阻与浓度转换系数，ΔR1i和ΔR2i为第i个SO2或H2S 气敏元件在测量过程中的电阻变化量，n为SO2或H2S气敏元件的个数。
本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测装置，采用了上述串联式SF6分解产物检测传感器，取得了基本相同的技术效果，在此不再赘述。
参照图8及图9，本实施例中信号采集处理控制电路板上设置有依次电连接的传感器信号采集接口950、双四选一通道电路910、电压信号采集电路920、 A/D转换电路940和上位机连接接口970，还设置有与电压信号采集电路920 并联的恒压电路，恒压电路包括相互串联的电压基准电路930和基准电压功率放大电路960。上位机采用单片机，单片机内设有单片机芯片及外部时钟电路 830，与单片机芯片均连接的串行显示接口和复位接口810、电源电路820、信号采集处理控制电路接口电路840、外部数据存储器电路850、芯片调试接口电路860、传感器加热控制电路870。具体的，串行显示接口和复位接口810中 J1和J3分别为串行显示接口和复位接口。图9中单片机芯片采用的是 C8051F340微处理单元控制器。外部数据存储器电路850中设有存储芯片，图9 中存储芯片采用AT45DB161D。
为便于理解，以气敏元件200为六个的串联式SF6分解产物检测装置的为实施例进行说明。使用时，将串联式SF6分解产物检测传感器的引出导线210 与传感器信号采集接口950连接，由于这里的气敏元件200为六个，而传感器信号采集处理控制电路板每次只能实现两路信号的输入，采用双四选一通道电路910实现六路气敏元件200信号的分组采样。其中，双四选一通道电路910 中使用的是双四选一芯片CD5042。采样信号经电压信号采集电路920进行阻抗变换以消除导线电阻和CD5042芯片通道内阻的干扰，并增大信号驱动能力，送入A/D转换电路940，A/D转换电路940采用16位独立双通道的AD7705模数转换芯片将气敏元件200的分压信号转变为数字量的电压信号通过上位机连接接口970上传给上位机。其中，电压基准电路930由ADR421提供，为AD7705模数转换芯片提供电压基准，并采用LM358实现基准电压功率放大电路960，将 ADR421提供的电压基准电流驱动能力增强，用以提供六个气敏元件200分压式信号采样电路的恒压源。
上位机可采用C8051F340微处理单元控制器为核心，以22.1184MHz外部晶振为时钟主频，设有显示和键盘通信接口，用于显示SF6分解产物特征气体检测浓度的显示和软件参数的设置，供电电源由AMS1117芯片将外部5V直流电转换为3.3V直流电供C8051F340微处理器用电。上位机上还设置有复位接口J3，当装置检测过程中出现死机现象时，可将复位接口J3中两条线短接给 C8051F340微处理器发出复位信号重启软件系统。上位机还设置有用于与信号采集处理控制电路通信的通信接口，控制并采集气敏元件200的信号。另外，上位机还设置有存储芯片和JTAG接口的，存储芯片采用AT45DB161D用于数据的存储，JTAG接口的作用是对C8051F340芯片进行软件调试时通信，传感器加热控制电路870中三极管QK1和QK2用于气敏元件200加热丝加热控制。
当电源接通后，由C8051F340微处理单元控制器通过J6接口与信号采集处理控制电路通信，采用阵列式分析方式选择需要采集信号的单组分气体检测单元，然后向信号采集处理控制电路发出信号采集命令，信号采集处理控制电路选择对应的单组分气体检测单元采集电压信号，然后转换为数字信号通过J6 接口回传给C8051F340微处理单元控制器，待C8051F340微处理单元控制器把所有单组分气体检测单元信号采集完毕后，通过阵列式分析方法(即根据
Figure RE-GDA0002734045190000111
或
Figure RE-GDA0002734045190000112
)，计算出SF6分解产物中SO2和H2S浓度，并通过J1接口将数值显示出来，实现SF6分解产物的检测。
本发明实施例还提供一种串联式SF6分解产物检测方法。请参阅图8至图 9，串联式SF6分解产物检测方法，包括以下步骤：
组装串联式SF6分解产物检测传感器；其中，气敏元件为用于检测SO2或H2S 的气敏元件；
将待检测气体通入的串联式SF6分解产物检测传感器的气道内；
获取串联式SF6分解产物检测传感器的检测数据，并分析得出各个SO2或H2S 气敏元件在测量过程中的电阻变化量；
根据
Figure RE-GDA0002734045190000121
或
Figure RE-GDA0002734045190000122
计算得出SF6分解产物SO2或H2S 的浓度；式中
Figure RE-GDA0002734045190000123
和
Figure RE-GDA0002734045190000124
为SF6气体中分解产物SO2和H2S的气体浓度，K1i和K2i为第i个SO2或H2S气敏元件的电阻与浓度转换系数，ΔR1i和ΔR2i为第i个SO2或H2S 气敏元件在测量过程中的电阻变化量，n为SO2或H2S气敏元件的个数。
本发明实施例提供的串联式SF6分解产物检测方法，采用了上述串联式SF6分解产物检测传感器，和阵列式分析方法计算SF6分解产物浓度，保证了传感器每次测量结果的准确性，进而大大提高了传感器的重现性和可靠性。
需要说明的是，气敏元件200中的电阻丝240受材料配比、元件尺寸、环境和制造工艺的重现性等因素的影响，很难做到每个气敏元件200的电阻(即传感器阻值)都一样大，所以每个气敏元件200对应气体的响应曲线都是出厂前单独校准的，这里以两个H2S气敏元件200和两个SO2气敏元件200为例：
表1典型的传感器阻值与气体浓度关系
Figure RE-GDA0002734045190000125
备注：y为被测气体浓度值、单位为ppm，x为传感器阻值、单位为兆欧姆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：包括气敏元件装载装置及多个气敏元件；所述气敏元件装载装置包括依次可拆卸连接的多个装载件，多个所述气敏元件一一对应的装载于多个所述装载件上；所述装载件内设沿轴向贯通的通气孔，多个所述装载件中的通气孔依次连通形成供待检测气体通过的气道，各个所述装载件的孔壁内均设置有用于安装所述气敏元件的安装位，以及位于所述安装位上、沿通气孔的径向连通的所述通气孔和外部空间的出线孔，所述出线孔用于供所述气敏元件上的引出导线穿出。
2.如权利要求1所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：所述串联式SF6分解产物检测传感器还包括可拆卸连接于所述气敏元件装载装置一端的第一连接头，以及可拆卸连接于所述气敏元件装载装置另一端的第二连接头，所述第一连接头和所述第二连接头内均设有沿轴向贯通的通气孔，所述第一连接头的通气孔和所述第二连接头的通气孔均与所述气道连通，所述第一连接头和所述第二连接头中其中一个连接头用于与外接供气管道连通，另一个连接头用于与外接排气管道连通。
3.如权利要求2所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：所述装载件靠近所述第一连接头的一端的孔壁上开设有开口朝向所述第一连接头的安装槽，所述安装槽用于供所述气敏元件穿入并移动至所述安装位，所述气敏元件通过螺栓与所述安装槽的槽底连接。
4.如权利要求3所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：多个所述装载件依次螺纹连接，所述第一连接头和所述第二连接头均与相应所述装载件螺纹连接。
5.如权利要求4所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：所述第一连接头用于与所述气敏元件装载装置连接的一端和所述装载件远离所述第一连接头的一端均设置有用于与相邻所述装载件螺纹连接的连接套，所述连接套的外壁上设置有外螺纹，所述连接套的内腔的孔径与所述通气孔的孔径相等；所述气敏元件与所述连接套和所述安装槽的槽底之间均设置有密封圈。
6.如权利要求5所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：所述气敏元件装载装置与所述第二连接头之间设置有密封圈。
7.如权利要求6所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：所述连接套用于与所述密封圈相接的一端的孔壁上和所述安装槽的槽底均设置有用于容纳部分所述密封圈的容纳槽。
8.如权利要求2-7任一项所述的串联式SF6分解产物检测传感器，其特征在于：所述第一连接头和所述第二连接头远离所述气敏元件装载装置的一端的孔壁上均设置有与相应外接管道螺纹连接的内螺纹结构。
9.串联式SF6分解产物检测装置，其特征在于：包括依次电连接的权利要求1-8任一项所述的串联式SF6分解产物检测传感器、信号采集处理控制电路板和上位机；所述气敏元件为用于检测SO2或H2S的气敏元件；
所述上位机通过所述信号采集处理控制电路板采集所述串联式SF6分解产物检测传感器的检测数据，并根据
Figure FDA0002638069250000021
或
Figure FDA0002638069250000022
计算得出SF6分解产物中SO2或H2S的浓度；式中CSO2和CH2S为SF6气体中分解产物SO2和H2S的气体浓度，K1i和K2i为第i个SO2或H2S气敏元件的电阻与浓度转换系数，ΔR1i和ΔR2i为第i个SO2或H2S气敏元件在测量过程中的电阻变化量，n为SO2或H2S气敏元件的个数。
10.串联式SF6分解产物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
组装权利要求1-8任一项所述的串联式SF6分解产物检测传感器；其中，所述气敏元件为用于检测SO2或H2S的气敏元件；
将待检测气体通入所述的串联式SF6分解产物检测传感器的气道内；
获取所述串联式SF6分解产物检测传感器的检测数据，并分析得出各个SO2或H2S气敏元件在测量过程中的电阻变化量；
根据
Figure FDA0002638069250000031
或
Figure FDA0002638069250000032
计算得出SF6分解产物中SO2或H2S的浓度；式中
Figure FDA0002638069250000034
和
Figure FDA0002638069250000033
为SF6气体中分解产物SO2和H2S的气体浓度，K1i和K2i为第i个SO2或H2S气敏元件的电阻与浓度转换系数，ΔR1i和ΔR2i为第i个SO2或H2S气敏元件在测量过程中的电阻变化量，n为SO2或H2S气敏元件的个数。
CN202010831291.4A 2020-08-18 2020-08-18 串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法 Active CN112098472B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010831291.4A CN112098472B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010831291.4A CN112098472B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112098472A true CN112098472A (zh) 2020-12-18
CN112098472B CN112098472B (zh) 2024-04-16

Family

ID=73753839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010831291.4A Active CN112098472B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112098472B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116500095A (zh) * 2023-06-26 2023-07-28 山东申华光学科技有限公司 一种高气敏性VOCs呼气传感器阵列及其制备方法与应用

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3642891A1 (de) * 1986-12-16 1988-06-30 Fraunhofer Ges Forschung Sensoranordnung zum nachweis der konzentration einer oder mehrerer komponenten in einem gasgemisch durch reihenschaltung zweier oder mehrerer gasempfindlicher feldeffekttransistoren
CN200953024Y (zh) * 2006-08-31 2007-09-26 汪献忠 Sf6气体品质分析仪
JP2013040959A (ja) * 2012-11-13 2013-02-28 Ngk Spark Plug Co Ltd マルチガスセンサ及びガスセンサ制御装置
CN103968747A (zh) * 2014-04-30 2014-08-06 京信通信技术(广州)有限公司 位移控制传感装置
US20150136600A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 National Tsing Hua University Gas sensing system
US20160018356A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Stmicroelectronics Pte Ltd Integrated smo gas sensor module
CN105911117A (zh) * 2016-07-04 2016-08-31 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于sf6综合分析仪的多气体检测气室及其检测方法
US20160370210A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Amphenol Thermometrics, Inc. Modular flexible sensor array
JP2018128300A (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 ヤマハファインテック株式会社 ガスセンサアレイ及びガス漏れ検知装置
CN207867011U (zh) * 2018-02-06 2018-09-14 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种接地网磁感应强度测量装置
CN208350763U (zh) * 2018-07-05 2019-01-08 深圳市元特科技有限公司 一种气体检测仪气室
CN110095565A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 研能科技股份有限公司 气体检测装置
CN209858532U (zh) * 2019-04-26 2019-12-27 八方互联科技(北京)有限公司 一种用于垃圾站的混合气体监测装置
CN110794089A (zh) * 2019-10-22 2020-02-14 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司 一种sf6设备故障后气体标志性分解物快速检测器及方法
CN210863680U (zh) * 2019-10-14 2020-06-26 刘奔 一种模块化空气质量监测装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3642891A1 (de) * 1986-12-16 1988-06-30 Fraunhofer Ges Forschung Sensoranordnung zum nachweis der konzentration einer oder mehrerer komponenten in einem gasgemisch durch reihenschaltung zweier oder mehrerer gasempfindlicher feldeffekttransistoren
CN200953024Y (zh) * 2006-08-31 2007-09-26 汪献忠 Sf6气体品质分析仪
JP2013040959A (ja) * 2012-11-13 2013-02-28 Ngk Spark Plug Co Ltd マルチガスセンサ及びガスセンサ制御装置
US20150136600A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 National Tsing Hua University Gas sensing system
CN103968747A (zh) * 2014-04-30 2014-08-06 京信通信技术(广州)有限公司 位移控制传感装置
US20160018356A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Stmicroelectronics Pte Ltd Integrated smo gas sensor module
US20160370210A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Amphenol Thermometrics, Inc. Modular flexible sensor array
CN105911117A (zh) * 2016-07-04 2016-08-31 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于sf6综合分析仪的多气体检测气室及其检测方法
JP2018128300A (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 ヤマハファインテック株式会社 ガスセンサアレイ及びガス漏れ検知装置
CN110095565A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 研能科技股份有限公司 气体检测装置
CN207867011U (zh) * 2018-02-06 2018-09-14 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种接地网磁感应强度测量装置
CN208350763U (zh) * 2018-07-05 2019-01-08 深圳市元特科技有限公司 一种气体检测仪气室
CN209858532U (zh) * 2019-04-26 2019-12-27 八方互联科技(北京)有限公司 一种用于垃圾站的混合气体监测装置
CN210863680U (zh) * 2019-10-14 2020-06-26 刘奔 一种模块化空气质量监测装置
CN110794089A (zh) * 2019-10-22 2020-02-14 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司 一种sf6设备故障后气体标志性分解物快速检测器及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. KRAMER等: "High-precision density sensor for concentration monitoring of binary gas mixtures", PROCEDIA ENGINEERING, vol. 47, 31 December 2012 (2012-12-31), pages 44 - 47 *
刘克成等: "基于标准气体的多参量SF_6检测仪器校验技术研究", 高压电器, vol. 52, no. 12, 16 December 2016 (2016-12-16), pages 184 - 188 *
黄春等: "GIS 设备内SF6 分解产物检测系统的设计", 郑州轻工业学院学报（自然科学版）, vol. 28, no. 1, 28 February 2013 (2013-02-28), pages 92 - 95 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116500095A (zh) * 2023-06-26 2023-07-28 山东申华光学科技有限公司 一种高气敏性VOCs呼气传感器阵列及其制备方法与应用
CN116500095B (zh) * 2023-06-26 2023-08-22 山东申华光学科技有限公司 一种高气敏性VOCs呼气传感器阵列及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112098472B (zh) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108919066A (zh) 一种开关柜局部放电检测系统及检测方法
CN103105568A (zh) 变压器油纸绝缘电热联合老化与局部放电一体化实验装置
CN107588866B (zh) 一种gis盆式绝缘子温度检测系统
CN202815097U (zh) 绝缘介质损耗在线监测系统
CN110596553A (zh) 一种变压器在线监测测量装置
CN112098472A (zh) 串联式sf6分解产物检测传感器、检测装置及检测方法
CN106596329A (zh) 基于就地显示仪的gis六氟化硫密度在线监测系统
CN107884737A (zh) 无线高精度同步的现场容性设备在线监测校验系统及方法
CN105137046A (zh) 变压器油中微水检测装置及安装有该检测装置的变压器
CN207502451U (zh) 一种多通道式气体分析仪
CN102928021A (zh) 总线式高压开关sf6复合传感器
CN202735470U (zh) 一种gis设备局部放电在线监测系统
CN201319034Y (zh) 六氟化硫设备室内气体含量在线监测装置
CN210294465U (zh) 一种超导芯片低温测试装置
CN204330159U (zh) 一种用于监测断路器动静触头温度的无线测温系统
CN204731186U (zh) 一种气体绝缘组合电器内部分解物的检测电路
CN209542219U (zh) 六氟化硫泄漏监测装置
CN208505952U (zh) 生物腐殖酸在线水分测试仪
CN218885874U (zh) 基于变压器绝缘套管的三合一氢气传感器监测装置
CN214473345U (zh) 一种变压器油中单氢监测装置
CN210347511U (zh) Sf6露点测试仪
CN201016948Y (zh) 插杆式粮油水分传感器
CN220603585U (zh) 高压电缆环流及局放监测装置
CN210665678U (zh) 综合测试仪
CN216524136U (zh) Sf6气体流量监控装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant