CN113567567A - 变压器油色谱试验气体自动切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器油色谱试验气体自动切换装置，属于色谱试验技术领域，第一气瓶通过第一减压阀、第一电磁阀连通第一三通阀的一个入口，第二气瓶通过第二减压阀、第二电磁阀连通第一三通阀的另一入口，第一三通阀的出口通过四通阀与色谱仪连通；第一气瓶与第一减压阀之间通过第二三通阀连通第一压力传感器，第二气瓶与第二减压阀之间通过第三三通阀连通第二压力传感器，第一三通阀与四通阀之间通过第四三通阀连通第三压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一电磁阀和第二电磁阀分别与监控系统电连接，可根据减压阀两端气压控制两气瓶的工作状态，实现气路自动切换，从而保证试验工作的连续性。
Description
技术领域
本发明属于色谱试验技术领域，具体涉及一种变压器油色谱试验气体自动切换装置。
背景技术
《GB-T1400059号全自动变压器油分析气相色谱仪技术标准》中规定，载气氮气的气体纯度应≥99.99％，仪器标准压力为0.4MPa。压力高于0.45MPa会造成色谱柱损坏，压力低于0.35Mpa会造成检测器污染。
正常情况下，载气钢瓶通过减压阀与色谱仪连接，压力保持在标准值。当氮气钢瓶中压力低于0.4MPa时，减压阀输出压力降低，引起试验基线不稳，不满足试验条件，试验人员需将仪器停机，手动切换至第二气瓶，额外增加了工作量，且无法保证试验工作的连续性，严重时甚至损坏试验仪器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种变压器油色谱试验气体自动切换装置，可根据减压阀两端气压控制两气瓶的工作状态，实现气路自动切换，从而保证试验工作的连续性，避免损坏试验仪器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
变压器油色谱试验气体自动切换装置，包括第一气瓶、第二气瓶、第一减压阀、第二减压阀、第一电磁阀、第二电磁阀和第一三通阀，所述第一气瓶通过所述第一减压阀、所述第一电磁阀连通所述第一三通阀的一个入口，所述第二气瓶通过所述第二减压阀、所述第二电磁阀连通所述第一三通阀的另一入口，所述第一三通阀的出口通过四通阀与色谱仪连通；所述第一气瓶与所述第一减压阀之间通过第二三通阀连通第一压力传感器，所述第二气瓶与所述第二减压阀之间通过第三三通阀连通第二压力传感器，所述第一三通阀与所述四通阀之间通过第四三通阀连通第三压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与监控系统电连接。
进一步的，所述四通阀包括三个出口，所述四通阀的出口分别通过控制阀与所述色谱仪连通。
进一步的，所述控制阀为手动阀。
进一步的，所述监控系统包括主控芯片和分别与所述主控芯片电连接的供电单元、显示单元和报警单元，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述主控芯片电连接。
进一步的，所述主控芯片为单片机。
进一步的，所述单片机包括存储模块。
进一步的，所述供电单元包括开关电源，所述主控芯片通过所述开关电源连接市电。
进一步的，所述显示单元包括用于进行参数设置、显示气压和工作状态的触摸屏。
进一步的，所述报警单元为蜂鸣器。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明的变压器油色谱试验气体自动切换装置包括第一气瓶、第二气瓶、第一减压阀、第二减压阀、第一电磁阀、第二电磁阀和第一三通阀，第一气瓶通过第一减压阀、第一电磁阀连通第一三通阀的一个入口，第二气瓶通过第二减压阀、第二电磁阀连通第一三通阀的另一入口，第一三通阀的出口通过四通阀与色谱仪连通；第一气瓶与第一减压阀之间通过第二三通阀连通第一压力传感器，第二气瓶与第二减压阀之间通过第三三通阀连通第二压力传感器，第一三通阀与四通阀之间通过第四三通阀连通第三压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一电磁阀和第二电磁阀分别与监控系统电连接，可实时检测减压阀两端气压，根据设定的气压控制两气瓶的工作状态，当气压低于设定值时，能够根据需要开启对应气路的工作状态，从而保证试验工作的连续性，避免损坏试验仪器。
附图说明
图1是本发明变压器油色谱试验气体自动切换装置的原理图；
图中，1-第一气瓶，2-第二气瓶，3-第一减压阀，4-第二减压阀，5-第一电磁阀，6-第二电磁阀，7-第一三通阀，8-第二三通阀，9-第三三通阀，10-第四三通阀，11-第一压力传感器，12-第二压力传感器，13-第三压力传感器，14-四通阀，15-手动阀，16-色谱仪，17-监控系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本说明书中涉及到的方位均以附图所示为准，仅代表相对位置关系，不代表绝对位置关系。
如图1所示，变压器油色谱试验气体自动切换装置，包括第一气瓶1、第二气瓶2、第一减压阀3、第二减压阀4、第一电磁阀5、第二电磁阀6和第一三通阀7，第一气瓶1通过第一减压阀3、第一电磁阀5连通第一三通阀7的一个入口，第二气瓶2通过第二减压阀4、第二电磁阀6连通第一三通阀7的另一入口，第一三通阀7的出口通过四通阀14与色谱仪16连通。第一气瓶1与第一减压阀3之间通过第二三通阀8连通第一压力传感器11，第二气瓶2与第二减压阀4之间通过第三三通阀9连通第二压力传感器12，第一三通阀7与四通阀14之间通过第四三通阀10连通第三压力传感器13，第一压力传感器11、第二压力传感器12、第三压力传感器13、第一电磁阀5和第二电磁阀6分别与监控系统17电连接。图中，实线为气路，虚线为电路。
如图1所示，以减压阀为界气路可以分为高压端和低压端，高压端气压最高约15MPa,经过高压减压阀稳定后低压端气压约0.4MPa。高压端为气体未经减压之前的气压，第一压力传感器11和第二压力传感器12位于高压端，分别采集第一气瓶1和第二气瓶2的气瓶气压，通过检测到的气压值可估算出第一气瓶1和第二气瓶2内剩余气量。第一气瓶1和第二气瓶2互为备份，向色谱仪16输入氮气的工作过程中只有一条气路开启，当该气路中气瓶气压低于设定阈值时，监控系统17会控制相应电磁阀关闭，另一电磁阀开启，方便试验人员更换气瓶。第三压力传感器13位于低压端，主要用于监测减压阀及系统的工作状态。
第一电磁阀5和第二电磁阀6设置于低压端用于正常情况下的气路切换，本申请采用直动式电磁阀，阀体为铝合金材质，抗腐蚀性能好、重量轻、强度大，并且采用进口密封圈，更耐用，使用寿命更长，其开关寿命为1000万次左右，最大耐压0.8MPa，不易损坏。
三个压力传感器均采用不锈钢隔离膜片的OEM压力传感器作为信号测量元件，经过激光调阻工艺进行了宽温度范围的零点和灵敏度温度补偿，放大电路位于不锈钢壳体内，具有抗干扰、过载和抗冲击能力强、温漂小等特点。压力传感器采用RS-485接口与监控系统17连接，RS-485接口采用差分模式进行数据传输广泛运用于工业控制场合，具有传输速率高、抗干扰能力强等特点，通信协议为标准MODBUS通信，保证了信息通信成功率，降低误码率。
如图1所示，四通阀14包括三个出口，四通阀14的出口分别通过控制阀与色谱仪16连通，气体在通过四通阀14后通过相应的控制阀可以进入不同的色谱仪16，控制阀用于选通不同的气路。其中，控制阀为手动阀15。
如图1所示，监控系统17包括主控芯片和分别与主控芯片电连接的供电单元、显示单元和报警单元，第一压力传感器11、第二压力传感器12、第三压力传感器13、第一电磁阀5和第二电磁阀6分别与主控芯片电连接。其中，主控芯片为STM32系列单片机，该芯片为32位ARM Cortex-M3内核，工作频率最高可达72MHZ，具有功耗低、抗干扰能力强等特点。单片机包括存储模块，用于存储各压力传感器采集到的数据。
如图1所示，供电单元包括开关电源，主控芯片通过开关电源连接市电。系统供电统一采用DC24V供电，经过开关电源将220V市电变为24V直流电供给主控芯片，主控芯片根据控制需求向不同设备供电。
显示单元包括用于进行参数设置、显示气压和工作状态的触摸屏，本申请采用7寸触摸屏，能够通过触摸屏进行参数的设置及各气路的气压和工作状态的显示。报警单元为蜂鸣器，当第一压力传感器11或第二压力传感器12检测到气瓶压力低于设定阈值时，以及第三压力传感器13低于设定值时，监控系统17均会产生报警信息后，通过蜂鸣器报警，触摸屏也会显示报警信息，提示操作人员进行相应的操作。
本发明的变压器油色谱试验气体自动切换装置通过设置两条气路，当开启的气路上压力传感器检测到的气瓶压力小于设定值时，监控系统通过相应电磁阀关闭该气路并开启另一条气路，从而保证向色谱仪供应氮气的连续性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本发明的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，包括第一气瓶、第二气瓶、第一减压阀、第二减压阀、第一电磁阀、第二电磁阀和第一三通阀，所述第一气瓶通过所述第一减压阀、所述第一电磁阀连通所述第一三通阀的一个入口，所述第二气瓶通过所述第二减压阀、所述第二电磁阀连通所述第一三通阀的另一入口，所述第一三通阀的出口通过四通阀与色谱仪连通；
所述第一气瓶与所述第一减压阀之间通过第二三通阀连通第一压力传感器，所述第二气瓶与所述第二减压阀之间通过第三三通阀连通第二压力传感器，所述第一三通阀与所述四通阀之间通过第四三通阀连通第三压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与监控系统电连接。
2.根据权利要求1所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述四通阀包括三个出口，所述四通阀的出口分别通过控制阀与所述色谱仪连通。
3.根据权利要求2所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述控制阀为手动阀。
4.根据权利要求1至3任一项所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述监控系统包括主控芯片和分别与所述主控芯片电连接的供电单元、显示单元和报警单元，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述主控芯片电连接。
5.根据权利要求4所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述主控芯片为单片机。
6.根据权利要求5所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述单片机包括存储模块。
7.根据权利要求4所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述供电单元包括开关电源，所述主控芯片通过所述开关电源连接市电。
8.根据权利要求4所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述显示单元包括用于进行参数设置、显示气压和工作状态的触摸屏。
9.根据权利要求4所述的变压器油色谱试验气体自动切换装置，其特征在于，所述报警单元为蜂鸣器。
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