CN113295576B - 基于石英音叉的变压器油参数检测方法、设备及终端 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例中提供了一基于石英音叉的变压器油参数检测方法、设备及终端，属于测量技术领域，具体包括：测量石英音叉在空气中的阻抗和电导曲线，得到第一参数集；根据第一参数集提取第一等效电路参数；根据石英音叉的温度频率特性对石英音叉的串联谐振频率进行温度补偿；测量石英音叉在样本变压器油中的电导曲线，提取其串联谐振频率和等效电阻；进行线性拟合，建立检测模型；测量得到待测变压器油的密度、粘度和介电常数。通过本公开的方案，利用石英晶体的压电效应，通过对石英音叉在不同介质中的阻抗曲线和电导曲线进行等效电路参数提取并进行线性拟合，建立检测模型，并通过检测模型经过运算得到待测变压器油的密度、粘度和介电常数。

Description

基于石英音叉的变压器油参数检测方法、设备及终端
技术领域
本公开实施例涉及测量技术领域，尤其涉及一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法、设备及终端。
背景技术
目前，变压器油具有良好的绝缘、散热以及灭弧性能，常用于变压器、油浸式断路器及其它油浸式电气设备中。变压器油作为电气设备的主要绝缘介质，应具有优良的电气性能，而介电常数就是一种反映变压器油电性能的基本因素，介电常数表征了变压器油的绝缘性能。而在国家标准GB2536-2011中对于变压器油的密度和粘度的标准提出了技术要求。因此，通过监测变压器油的密度、粘度和介电常数可以对变压器的质量和性能进行在线监测与综合评价。
传统的实验室检测方法周期长、成本高，且由于运输过程的不确定性导致准确度不高。目前，对于变压器油的介电常数检测大多是运用电容式传感器，而部分音叉式传感器检测一项或两项液体特性参数，无法对变压器油的质量进行综合在线监测。
可见，亟需一种检测全面、检测效率和精准度高的基于石英音叉的变压器油参数检测方法。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法、设备及终端，至少部分解决现有技术中存在检测不全面、检测效率和精准度不高的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法，包括：
测量石英音叉在空气中的阻抗和电导曲线，得到第一参数集，其中，所述第一参数集包括所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容；
根据所述第一参数集提取所述石英音叉在空气中的第一等效电路参数，其中，所述第一等效电路参数包括所述石英音叉在空气中的等效电阻、等效电容、等效电感和静态电容；
根据所述石英音叉的温度频率特性对所述石英音叉的串联谐振频率进行温度补偿，得到温度补偿后的串联谐振频率；
测量所述石英音叉在样本变压器油中电导曲线的和1kHz处的静态电容，并对所述石英音叉在所述样本变压器油中的电导曲线进行滤波和修正受所述样本变压器油电导率所产生的影响，得到所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率和等效电阻；
根据所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容进行线性拟合，得到几何参数并根据所述几何参数建立检测模型；
测量所述石英音叉在待测变压器油中的参数并输入所述检测模型后进行滤波和修正，得到所述待测变压器油的质量参数，其中，所述质量参数包括所述待测变压器油的密度、粘度和介电常数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述密度的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000021
所述粘度的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000022
所述介电常数的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000023
其中，fs为所述石英音叉在待测变压器油中的串联谐振频率，C0为所述石英音叉在空气中的等效电容，L0为所述石英音叉在空气中的等效电感，R为所述石英音叉在所述待测变压器油中的等效电阻，R0为所述石英音叉在空气中的等效电阻，CP(ε)为所述石英音叉在所述待测变压器油中的静态电容，CP为所述石英音叉在空气中的静态电容，A、B和
Figure BDA0003152906380000031
为几何参数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，几何参数A、B和
Figure BDA0003152906380000032
的表达式分别为：
Figure BDA0003152906380000033
和
Figure BDA0003152906380000034
其中，fk、Rk和
Figure BDA0003152906380000038
分别为所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述石英音叉在空气中的串联谐振频率计算表达式为
Figure BDA0003152906380000035
所述石英音叉在空气中的并联谐振频率的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000036
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述石英音叉在空气中的等效电阻的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000037
其中，Gmax为所述石英音叉在空气中电导曲线中的电导最大值；
所述石英音叉在空气中的等效电容的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000041
所述石英音叉在空气中的等效电感的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000042
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述温度频率特性的计算表达式为f′＝f-α(T-T0)，其中，f′为温度补偿后的串联谐振频率，α为一阶频率温度系数，T0为参考温度，f为环境温度为T时的串联谐振频率。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述石英音叉在所述待测变压器油中电导和电纳的计算表达式为：
GQTF＝GRLC+G1，BQTF＝BRLC+2πfCP(ε)，其中，GQTF为所述石英音叉在所述待测变压器油中的电导，BQTF为所述石英音叉在所述待测变压器油中的电纳，GRLC为所述石英音叉RLC支路的电导，G1为受所述待测变压器油电导率影响所产生的并联电导，BRLC为所述石英音叉RLC支路的电纳，CP(ε)为所述石英音叉在所述待测变压器油中的静态电容。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述石英音叉在所述待测变压器油中的等效电阻R的表达式为
Figure BDA0003152906380000043
其中，GMax为所述石英音叉在所述待测变压器油中电导曲线中电导的最大值。
第二方面，本公开实施例提供了一种变压器油参数检测设备，应用于如上述公开实施例中任一项所述的基于石英音叉的变压器油参数检测方法，所述设备包括：
烧杯，所述烧杯用于承装样本变压器油或待测变压器油；
石英音叉，所述石英音叉设置于所述烧杯内；
阻抗测量模块；
控制器，所述阻抗测量模块的一端与所述石英音叉电连接，所述阻抗测量模块的另一端与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述阻抗测量模块对所述石英音叉进行激励，通过所述石英音叉对所述样本变压器油或所述待测变压器油进行检测，得到所述待测变压器油的质量参数。
第三方面，本公开实施例还提供了一种终端，所述终端包括：
至少一个处理器；以及，
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于石英音叉的变压器油参数检测方法。
本公开实施例中的基于石英音叉的变压器油参数检测方案，包括：测量石英音叉在空气中的阻抗和电导曲线，得到第一参数集，其中，所述第一参数集包括所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容；根据所述第一参数集提取所述石英音叉在空气中的第一等效电路参数，其中，所述第一等效电路参数包括所述石英音叉在空气中的等效电阻、等效电容、等效电感和静态电容；根据所述石英音叉的温度频率特性对所述石英音叉的串联谐振频率进行温度补偿，得到温度补偿后的串联谐振频率；测量所述石英音叉在样本变压器油中电导曲线的和1kHz处的静态电容，并对所述石英音叉在所述样本变压器油中的电导曲线进行滤波和修正受所述样本变压器油电导率所产生的影响，得到所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率和等效电阻；根据所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容进行线性拟合，得到几何参数并根据所述几何参数建立检测模型；测量所述石英音叉在待测变压器油中的参数并输入所述检测模型后进行滤波和修正，得到所述待测变压器油的质量参数，其中，所述质量参数包括所述待测变压器油的密度、粘度和介电常数。
本公开实施例的有益效果为：通过本公开的方案，利用石英晶体的压电效应，通过对石英音叉在不同介质中的阻抗曲线和电导曲线进行等效电路参数提取并进行线性拟合，建立检测模型，并通过检测模型经过运算得到待测变压器油的密度、粘度和介电常数。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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它的附图。
图1为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法涉及的石英音叉在空气中的阻抗曲线示意图；
图3为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法涉及的石英音叉在空气中的电导曲线示意图；
图4为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法涉及的石英音叉在空气中的等效电路示意图；
图5为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法涉及的石英音叉在样本变压器油中的等效电路示意图；
图6为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法涉及的石英音叉在待测变压器油中滤波和修正后的电导曲线示意图；
图7为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测设备的结构示意图；
图8为本公开实施例提供的终端示意图。
附图标记汇总：
基于石英音叉的变压器油参数检测设备700；
烧杯710；
石英音叉720；
阻抗测量模块730；
控制器740。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
目前，变压器油具有良好的绝缘、散热以及灭弧性能，常用于变压器、油浸式断路器及其它油浸式电气设备中。变压器油作为电气设备的主要绝缘介质，应具有优良的电气性能，而介电常数就是一种反映变压器油电性能的基本因素，介电常数表征了变压器油的绝缘性能。而在国家标准GB2536-2011中对于变压器油的密度和粘度的标准提出了技术要求。因此，通过监测变压器油的密度、粘度和介电常数可以对变压器的质量和性能进行在线监测与综合评价。
传统的实验室检测方法周期长、成本高，且由于运输过程的不确定性导致准确度不高。目前，对于变压器油的介电常数检测大多是运用电容式传感器，而部分音叉式传感器检测一项或两项液体特性参数，无法对变压器油的质量进行综合在线监测。
本公开实施例提供一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法，所述方法可以应用于数据测量场景中的变压器油密度、粘度和介电常数检测过程。
参见图1，为本公开实施例提供的一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法的流程示意图。如图1所示，所述方法主要包括以下步骤：
S101，测量石英音叉在空气中的阻抗和电导曲线，得到第一参数集，其中，所述第一参数集包括所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容；
具体实施时，考虑到传统的测量方法是通过将所述石英音叉放置在待测介质中，然后根据检测到的数据例如串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及静态电容等计算后续数据，从而导致测量结果误差较大，可以先测量所述石英音叉在空气中的阻抗和电导曲线如图2和图3所示，得到所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容，以便进行后续流程。
S102，根据所述第一参数集提取所述石英音叉在空气中的第一等效电路参数，其中，所述第一等效电路参数包括所述石英音叉在空气中的等效电阻、等效电容、等效电感和静态电容；
在得到所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容后，根据所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容可以构件所述石英音叉在空气中的等效电路如图4所示，然后对应提取得到所述石英音叉在空气中的等效电阻、等效电容、等效电感和静态电容。
S103，根据所述石英音叉的温度频率特性对所述石英音叉的串联谐振频率进行温度补偿，得到温度补偿后的串联谐振频率；
具体实施时，考虑到所述石英音叉在不同温度时的串联谐振频率会存在差别，若不考虑温度影响，则会对后续的测量数据精准度产生影响，导致检测结果误差较大，可以对所述石英音叉的串联谐振频率进行温度补偿，去除温度对于串联谐振频率的影响，以使得密度和粘度计算更为精确。
S104，测量所述石英音叉在样本变压器油中电导曲线的和1kHz处的静态电容，并对所述石英音叉在所述样本变压器油中的电导曲线进行滤波和修正受所述样本变压器油电导率所产生的影响，得到所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率和等效电阻；
具体实施时，考虑到无变压器油的电导率影响下的电导曲线除串联谐振频率附近外的值应为零，可以先对所述石英音叉在所述样本变压器油中的电导曲线进行滤波，以去除受不均匀粘滞力影响的信号毛刺，在获取电导曲线的最大值时更为精确。如空气中石英音叉的电导曲线所示。远离串联谐振频率的26kHz时电导值即为受电导率影响所产生的电导值，将整个电导曲线减去这个电导值即可，实现等效电阻的精确获取。可以测量所述石英音叉在样本变压器油中电导曲线和1kHz处的静态电容，并对所述石英音叉在样本变压器油中的电导曲线进行滤波和修正受所述样本变压器油电导率所产生的影响，得到石英音叉在样本变压器油中的等效电路如图5所示，进而得到所述石英音叉在样本变压器油中的串联谐振频率和等效电阻。
S105，根据所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容进行线性拟合，得到几何参数并根据所述几何参数建立检测模型；
具体实施时，在得到所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容后，将对应的数据进行线性拟合，得到所述石英音叉对应的几何参数，然后根据所述几何参数建立所述检测模型，所述检测模型可以调用所述几何参数并对应算法。
S106，测量所述石英音叉在待测变压器油中的参数并输入所述检测模型后进行滤波和修正，得到所述待测变压器油的质量参数，其中，所述质量参数包括所述待测变压器油的密度、粘度和介电常数。
具体的，在建立所述检测模型后，可以将所述石英音叉放置在所述待测变压器油中，然后对所述石英音叉添加激励并检测所述石英音叉对应的参数，并将所述石英音叉的参数输入所述检测模型然后进行滤波和修正，得到对应的电导曲线如图6所示，然后提取对应的数据如串联谐振频率、等效电阻以及静态电容，计算得到所述待测变压器油的密度、粘度和介电常数。
本实施例提供的基于石英音叉的变压器油参数检测方法，通过利用石英晶体的压电效应，通过对石英音叉在不同介质中的阻抗曲线和电导曲线进行等效电路参数提取并进行线性拟合，建立检测模型，并通过检测模型经过运算得到待测变压器油的密度、粘度和介电常数。
在上述实施例的基础上，所述密度的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000101
所述粘度的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000102
所述介电常数的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000103
其中，fs为所述石英音叉在待测变压器油中的串联谐振频率，C0为所述石英音叉在空气中的等效电容，L0为所述石英音叉在空气中的等效电感，R为所述石英音叉在所述待测变压器油中的等效电阻，R0为所述石英音叉在空气中的等效电阻，CP(ε)为所述石英音叉在所述待测变压器油中的静态电容，CP为所述石英音叉在空气中的静态电容，A、B和
Figure BDA0003152906380000104
为几何参数。
例如，可以根据图3的电导曲线得到空气中石英音叉的串联谐振频率fs0＝32.7625kHz、并联谐振频率fp0＝32.7813kHz、电导的最大值Gmax＝2.2467μS以及1kHz处静态电容CP＝3.24pF。根据图6所示的石英音叉在待测变压器油中滤波和修正后的电导曲线，提取对应的参数，分别代入所述密度、所述粘度和所述介电常数的计算表达式，得到所述待测变压器油的密度为
Figure BDA0003152906380000111
所述待测变压器油的粘度为
Figure BDA0003152906380000112
所述待测变压器油的介电常数为
Figure BDA0003152906380000113
当然，还可以根据所述检测模型计算得到的数据与所述待测变压器油的标准数据的相对误差，以对模型内参数进行调节，如表1所示。
Figure BDA0003152906380000114
表1进一步的，几何参数A、B和
Figure BDA0003152906380000115
的表达式分别为：
Figure BDA0003152906380000116
和
Figure BDA0003152906380000117
其中，fk、Rk和CPk分别为所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容。
具体实施时，在计算得到所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容后，可以进行线性拟合然后通过上述表达式计算得到所述几何参数A、B和
Figure BDA0003152906380000121
例如，得到A＝1835.63(Ω·cm3·s·g-1)、B＝39816.51(Ω·cm3/2·s1/2·(g·Cp)-1/2)以及，dCp/dε＝0.757pF。
在上述实施例的基础上，所述石英音叉在空气中的串联谐振频率计算表达式为
Figure BDA0003152906380000122
所述石英音叉在空气中的并联谐振频率的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000123
进一步的，所述石英音叉在空气中的等效电阻的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000124
其中，Gmax为所述石英音叉在空气中电导曲线中的电导最大值；
所述石英音叉在空气中的等效电容的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000125
所述石英音叉在空气中的等效电感的计算表达式为
Figure BDA0003152906380000126
例如，根据所述石英音叉在空气中的电导曲线中电导的最大值可以先计算所述石英音叉在空气中的等效电阻
Figure BDA0003152906380000127
然后获取所述石英音叉在空气中的静态电容CP＝3.24pF，从而计算得到所述石英音叉在空气中的等效电容
Figure BDA0003152906380000131
所述石英音叉在空气中的等效电感
Figure BDA0003152906380000132
进一步的，所述温度频率特性的计算表达式为f′＝f-α(T-T0)，其中，f′为温度补偿后的串联谐振频率，α为一阶频率温度系数，T0为参考温度，f为环境温度为T时的串联谐振频率。
例如，一阶频率温度系数为α＝-0.38Hz/℃，则所述参考温度T0＝25℃，当数据采集的实验室环境温度为25±0.1℃时，则不需要根据所述温度频率特征的计算表达式进行温度补偿，若数据采集的实验室环境温度为20℃，则需要根据所述温度频率特征的计算表达式进行温度补偿f′＝f+0.38(T-25)，以防止后续的测量误差。
在上述实施例的基础上，所述石英音叉在所述待测变压器油中电导和电纳的计算表达式为：
GQTF＝GRLC+G1，BQTF＝BRLC+2πfCP(ε)，其中，GQTF为所述石英音叉在所述待测变压器油中的电导，BQTF为所述石英音叉在所述待测变压器油中的电纳，GRLC为所述石英音叉RLC支路的电导，G1为受所述待测变压器油电导率影响所产生的并联电导，BRLC为所述石英音叉RLC支路的电纳，CP(ε)为所述石英音叉在所述待测变压器油中的静态电容。
进一步的，所述石英音叉在所述待测变压器油中的等效电阻R的表达式为
Figure BDA0003152906380000141
其中，GMax为所述石英音叉在所述待测变压器油中电导曲线中电导的最大值。
具体实施时，可以先测量所述石英音叉在所述待测变压器油中的电导曲线，进而得到所述石英音叉在所述待测变压器油中电导的最大值，然后计算得到所述石英音叉在所述待测变压器油中的串联谐振频率和等效电阻，提高了计算精确度。
与上面的方法实施例相对应，参见图7，本公开实施例还提供了一种变压器油参数检测设备700，包括：
烧杯710，所述烧杯710用于承装样本变压器油或待测变压器油；
石英音叉720，所述石英音叉720设置于所述烧杯内710；
阻抗测量模块730；
控制器740，所述阻抗测量模块730的一端与所述石英音叉720电连接，所述阻抗测量模块730的另一端与所述控制器740电连接，所述控制器740用于控制所述阻抗测量模块730对所述石英音叉720进行激励，通过所述石英音叉720对所述样本变压器油或所述待测变压器油进行检测，得到所述待测变压器油的质量参数。
图7所示设备可以对应的执行上述方法实施例中的内容，本实施例未详细描述的部分，参照上述方法实施例中记载的内容，在此不再赘述。
参见图8，本公开实施例还提供了一种终端80，该终端包括：至少一个处理器以及与该至少一个处理器通信连接的存储器。其中，该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述方法实施例中的基于石英音叉的变压器油参数检测方法。
本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实施例中的基于石英音叉的变压器油参数检测方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述方法实施例中的基于石英音叉的变压器油参数检测方法。
下面参考图8，其示出了适于用来实现本公开实施例的终端80的结构示意图。本公开实施例中的终端可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图4示出的终端仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，终端80可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的程序或者从存储装置808加载到随机访问存储器(RAM)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还存储有终端80操作所需的各种程序和数据。处理装置801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
通常，以下装置可以连接至I/O接口805：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置806；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置807；包括例如磁带、硬盘等的存储装置808；以及通信装置809。通信装置809可以允许终端80与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的终端80，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置809从网络上被下载和安装，或者从存储装置808被安装，或者从ROM 802被安装。在该计算机程序被处理装置801执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述终端中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该终端中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该终端执行时，使得该终端可以执行上述方法实施例的相关步骤。
或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该终端执行时，使得该终端可以执行上述方法实施例的相关步骤。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于石英音叉的变压器油参数检测方法，其特征在于，包括：
测量石英音叉在空气中的阻抗和电导曲线，得到第一参数集，其中，所述第一参数集包括所述石英音叉在空气中的串联谐振频率、并联谐振频率、电导的最大值以及1kHz处的静态电容；
根据所述第一参数集提取所述石英音叉在空气中的第一等效电路参数，其中，所述第一等效电路参数包括所述石英音叉在空气中的等效电阻、等效电容、等效电感和静态电容；
根据所述石英音叉的温度频率特性对所述石英音叉的串联谐振频率进行温度补偿，得到温度补偿后的串联谐振频率；
测量所述石英音叉在样本变压器油中电导曲线的和1kHz处的静态电容，并对所述石英音叉在所述样本变压器油中的电导曲线进行滤波和修正受所述样本变压器油电导率所产生的影响，得到所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率和等效电阻；
根据所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容进行线性拟合，得到几何参数并根据所述几何参数建立检测模型；
测量所述石英音叉在待测变压器油中的参数并输入所述检测模型后进行滤波和修正，得到所述待测变压器油的质量参数，其中，所述质量参数包括所述待测变压器油的密度、粘度和介电常数，其中，所述密度的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000011
所述粘度的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000012
所述介电常数的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000013
其中，fs为所述石英音叉在待测变压器油中的串联谐振频率，C0为所述石英音叉在空气中的等效电容，L0为所述石英音叉在空气中的等效电感，R为所述石英音叉在所述待测变压器油中的等效电阻，R0为所述石英音叉在空气中的等效电阻，CP(ε)为所述石英音叉在所述待测变压器油中的静态电容，CP为所述石英音叉在空气中的静态电容，A、B和
Figure FDA0003748494010000021
为几何参数，几何参数A、B和
Figure FDA0003748494010000022
的表达式分别为：
Figure FDA0003748494010000023
和
Figure FDA0003748494010000024
其中，fk、Rk和
Figure FDA0003748494010000029
分别为所述石英音叉在所述样本变压器油中的串联谐振频率、等效电阻和静态电容。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石英音叉在空气中的串联谐振频率计算表达式为
Figure FDA0003748494010000025
所述石英音叉在空气中的并联谐振频率的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000026
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石英音叉在空气中的等效电阻的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000027
其中，Gmax为所述石英音叉在空气中电导曲线中的电导最大值；
所述石英音叉在空气中的等效电容的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000028
所述石英音叉在空气中的等效电感的计算表达式为
Figure FDA0003748494010000031
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度频率特性的计算表达式为f′＝f-α(T-T0)，其中，f′为温度补偿后的串联谐振频率，α为一阶频率温度系数，T0为参考温度，f为环境温度为T时的串联谐振频率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述石英音叉在所述待测变压器油中电导和电纳的计算表达式为：GQTF＝GRLC+G1，BQTF＝BRLC+2πfCP(ε)，其中，GQTF为所述石英音叉在所述待测变压器油中的电导，BQTF为所述石英音叉在所述待测变压器油中的电纳，GRLC为所述石英音叉RLC支路的电导，G1为受所述待测变压器油电导率影响所产生的并联电导，BRLC为所述石英音叉RLC支路的电纳，CP(ε)为所述石英音叉在所述待测变压器油中的静态电容。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述石英音叉在所述待测变压器油中的等效电阻R的表达式为
Figure FDA0003748494010000032
其中，GMax为所述石英音叉在所述待测变压器油中电导曲线中电导的最大值。
7.一种变压器油参数检测设备，其特征在于，所述设备应用于权利要求1至6中任一项所述的基于石英音叉的变压器油参数检测方法，所述设备包括：
烧杯，所述烧杯用于承装样本变压器油或待测变压器油；
石英音叉，所述石英音叉设置于所述烧杯内；
阻抗测量模块；
控制器，所述阻抗测量模块的一端与所述石英音叉电连接，所述阻抗测量模块的另一端与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述阻抗测量模块对所述石英音叉进行激励，通过所述石英音叉对所述样本变压器油或所述待测变压器油进行检测，得到所述待测变压器油的质量参数。
8.一种终端，其特征在于，所述终端包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1-6中任一项所述的基于石英音叉的变压器油参数检测方法。
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