基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置及方法
技术领域
本发明属于电力系统检测技术领域,涉及基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置及方法。
背景技术
变压器发生故障后会产生各类气体,不同的故障类型会产生不同的气体,如放电故障主要产生甲烷、乙烯等气体,过热故障主要产生C0、CO2气体;产生的故障气体溶解在变压器绝缘油中,利用气相色谱仪进行绝缘油色谱试验,测量变压器绝缘油中溶解气体的种类和含量,便可推测出变压器的工作情况和故障情况。
气相色谱仪是实验室进行绝缘油色谱试验的重要仪器,气相色谱仪的准确性关系到变压器绝缘油中气体组分监测的准确性,因此需要定期对气相色谱仪的准确性进行校验,确保其正常工作。
梯度油样校验法指的是配制具有一定梯度的、溶解有不同标准浓度的气体的标准油样品对气相色谱仪的不同灵敏度进行校验,以保证气相色谱仪在全量程范围内的准确性。
溶解有标准浓度的气体的标准油样品是在省中心实验室内提前配制好的,现有的方法是将标准油样品装入到油罐或者油袋中运送至各个地方的实验室,再采用注射器针管从油罐或者油袋中抽取标准油样品进行气相色谱仪的校验。
现有的校验方法存在以下问题:1)一方面由于实验室分布在全省乃至全国的各个地方,检验人员拿到标准油样品后,再去往各个实验室进行校验,路上的时间往往会长达好几天,由于油罐或者油袋的密封性差,标准油样品保存的时间有限,时间久了,标准油样品中溶解的标准气体会逸散,导致与气相色谱仪校验后的数据偏差很大,不利于持续开展实验室气相色谱仪的校验工作;2)另一方面,注射器针管产品的质量参差不齐,针管的气密性不好以及刻度不准确性也会直接导致校验的不准确性;3)采用梯度油样校验法对实验室气相色谱仪进行校验,一般需要三个不同浓度的标准油样品,还需要空白油样对管路进行清洗,储存这些油样就需要至少四个油罐或者油袋,不利于携带。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何提高用于实验室气相色谱仪校验的标准油样品的保存时间。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:
基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置,包括:抽气分气管路、多个装油取油管路(15);所述的抽气分气管路设置有输入端口、输出端口和多个分气端口;每个所述的装油取油管路(15)均包括:油样储存容器(20)、第六电磁阀(DV6)、第七电磁阀(DV7)、第三三通阀(ST3)、第八电磁阀(DV8);所述的油样储存容器(20)包括:储存容器本体(201)、活塞(202);所述的第六电磁阀(DV6)的一端作为装油取油管路(15)的进气端口与抽气分气管路的分气端口密封连接,所述的第七电磁阀(DV7)的一端作为装油取油管路(15)的出气端口与抽气分气管路的分气端口密封连接,第六电磁阀(DV6)的另一端以及第七电磁阀(DV7)的另一端分别密封连接在第三三通阀(ST3)的第一端口和第二端口;所述的活塞(202)设置在储存容器本体(201)的内部,将储存容器本体(201)划分为油仓(203)和气仓(204)的两部分,在油仓(203)的顶部设置端口与第八电磁阀(DV8)的一端密封连接,第八电磁阀(DV8)的另一端作为装油取油管路(15)的进出油端口,在气仓(204)的底部设置端口与第三三通阀(ST3)的第三端口密封连接。
本发明的装置通过设置多个油样储存容器(20)以及抽气分气管路,将配置好的多个梯度浓度的标准油样品以及空白油样分别保存在不同的油样储存容器(20)中;装油时,抽气分气管路将气仓(204)内的空气抽出,在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向下拉动,从而将配制好的油样通过第八电磁阀(DV8)抽至油仓(203)内保存;取油样时,在第八电磁阀(DV8)的一端接注射器针管,第三三通阀(ST3)选择第一端口和第三端口导通,控制抽气分气管路向气仓(204)内充气,在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向上顶起,将油仓(203)内的标准油样品通过第八电磁阀(DV8)取出;通过控制抽气分气管路,可以将油仓(203)内的空气完全排除,整个油仓(203)存储的环境全密封,标准油样品中溶解的标准气体不会逸散,也不有空气溶解到标准油样品中,大大提升了标准油样品的保存时间。
装油样的操作流程如下:第八电磁阀(DV8)的一端连接标准油样品,第三三通阀(ST3)选择第二端口和第三端口导通,控制抽气分气管路将气仓(204)内的气体抽出来,气仓(204)内的空气依次通过第三三通阀(ST3)、第七电磁阀(DV7)、抽气分气管路排出,在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向下拉动,从而将配制好的标准油样品通过第八电磁阀(DV8)抽至油仓(203)内保存。
取油样的操作流程如下:在第八电磁阀(DV8)的一端接注射器针管,第三三通阀(ST3)选择第一端口和第三端口导通,控制抽气分气管路向气仓(204)内充气,外界的空气依次通过控制抽气分气管路、第六电磁阀(DV6)、第三三通阀(ST3)充入气仓(204),在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向上顶起,将油仓(203)内的标准油样品通过第八电磁阀(DV8)取出。
进一步地,所述的抽气分气管路包括:气泵(10)、第一分气装置(11)、第二分气装置(12)、第一电磁阀(DV1)、第二电磁阀(DV2);所述的第一电磁阀(DV1)的一端与第一分气装置(11)的输入端密封连接,所述的第一分气装置(11)的输出端与气泵(10)的进气端密封连接,气泵(10)的出气端与第二分气装置(12)的输入端密封连接,第二分气装置(12)的输出端与第二电磁阀(DV2)的一端密封连接,所述的第一电磁阀(DV1)的另一端以及第二电磁阀(DV2)的另一端分别作为抽气分气管路的输入端口和输出端口;所述的第一分气装置(11)、第二分气装置(12)上分别设置有多个分气端口,每个所述的装油取油管路(15)中的第六电磁阀(DV6)的一端作为装油取油管路(15)的进气端口与第二分气装置(12)的多个分气端口对应密封连接,每个所述的装油取油管路(15)中的第七电磁阀(DV7)的一端作为装油取油管路(15)的出气端口与第一分气装置(11)的多个分气端口对应密封连接。
进一步地,所述的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置,还包括:注射器针管刻度校验管路,所述的注射器针管刻度校验管路包括:储水装置(13)、第三电磁阀(DV3)、第四电磁阀(DV4)、第一三通阀(ST1);所述的第一三通阀(ST1)的第二端口与第四电磁阀(DV4)的一端密封连接,第四电磁阀(DV4)的另一端与储水装置(13)的一端密封连接,储水装置(13)的另一端与第三电磁阀(DV3)的一端密封连接,第三电磁阀(DV3)的另一端与第二分气装置(12)的分气端口密封连接。
进行注射器针管刻度校验的操作流程如下:将第一三通阀(ST1)的第三端口与注射器针管密封连接,开启第一电磁阀(DV1)、第三电磁阀(DV3)、第四电磁阀(DV4),并开通第一三通阀(ST1)的第二端口和第三端口,启动气泵(10)将储水装置(13)中的纯水注入到注射器针管中,注射器针管的重量达到重量阈值时,关闭气泵(10),停止注水。
进一步地,所述的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置,还包括:注射器针管气密性校验管路,所述的注射器针管气密性校验管路包括:第二三通阀(ST2)、真空计(14)、第五电磁阀(DV5);所述的第五电磁阀(DV5)的一端与第一分气装置(11)的分气端口密封连接,第五电磁阀(DV5)的另一端与第二三通阀(ST2)的第一端口密封连接,第二三通阀(ST2)的第二端口与第一三通阀(ST1)的第一端口密封连接,第二三通阀(ST2)的第三端口与真空计(14)密封连接。
进行注射器针管气密性校验的操作流程如下:将第一三通阀(ST1)的第三端口与注射器针管密封连接,开启第二电磁阀(DV2)、第五电磁阀(DV5)、第一三通阀(ST1)的第一端口和第三端口开启、第二三通阀(ST2)的三个端口全部开启,此时启动气泵(10),对管路进行抽真空,当真空计(14)达到阈值时,停止抽真空。
一种应用于所述的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置的方法,包括以下步骤:
S1、清洗油仓,具体操作流程如下:
将油仓(203)内装入空白油样,第三三通阀(ST3)选择第一端口和第三端口导通,控制抽气分气管路将气仓(204)内的气体抽出来,气仓(204)将活塞(202)向下拉动,从而清洗油仓(203),第三三通阀(ST3)选择第二端口和第三端口导通,控制抽气分气管路向气仓(204)内充气,气仓(204)将活塞(202)向上顶起,从而清洗油仓(203);如此往复,活塞(202)向上、向下多次运动完成油仓(203)的清洗;
S2、装配制好的标准油样品,具体操作流程如下:
第八电磁阀(DV8)的一端连接标准油样品,第三三通阀(ST3)选择第二端口和第三端口导通,控制抽气分气管路将气仓(204)内的气体抽出来,气仓(204)内的空气依次通过第三三通阀(ST3)、第七电磁阀(DV7)、抽气分气管路排出,在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向下拉动,从而将配制好的标准油样品通过第八电磁阀(DV8)抽至油仓(203)内保存;
S3、取配制好的标准油样品,具体操作流程如下:
在第八电磁阀(DV8)的一端接注射器针管,第三三通阀(ST3)选择第一端口和第三端口导通,控制抽气分气管路向气仓(204)内充气,外界的空气依次通过控制抽气分气管路、第六电磁阀(DV6)、第三三通阀(ST3)充入气仓(204),在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向上顶起,将油仓(203)内的标准油样品通过第八电磁阀(DV8)取出。
本发明的优点在于:
(1)本发明的装置通过设置多个油样储存容器(20)以及抽气分气管路,将配置好的多个梯度浓度的标准油样品以及空白油样分别保存在不同的油样储存容器(20)中;装油时,抽气分气管路将气仓(204)内的空气抽出,在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向下拉动,从而将配制好的油样通过第八电磁阀(DV8)抽至油仓(203)内保存;取油样时,在第八电磁阀(DV8)的一端接注射器针管,第三三通阀(ST3)选择第一端口和第三端口导通,控制抽气分气管路向气仓(204)内充气,在外界压力的作用下,气仓(204)将活塞(202)向上顶起,将油仓(203)内的标准油样品通过第八电磁阀(DV8)取出;通过控制抽气分气管路,可以将油仓(203)内的空气完全排除,整个油仓(203)存储的环境全密封,标准油样品中溶解的标准气体不会逸散,也不有空气溶解到标准油样品中,大大提升了标准油样品的保存时间;
(2)设置了多个油样储存容器(20)将配置好的多个梯度浓度的标准油样品以及空白油样分别保存在不同的油样储存容器(20)中,方便气相色谱仪的校验工作的开展,整个装置类似于小型的集装箱,方便运输携带;
(3)设置了注射器针管刻度校验管路以及注射器针管气密性校验管路,在进行实验室的比对之前,先对针管法人气密性进行检测,然后采用水的称重法对针管刻度的准确性进行校准,保证取油量的准确性,避免因刻度不准确带来的测试的误差。
附图说明
图1是本发明实施例的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置的结构图。
图2是本发明实施例的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置的结构布置图;
图3是本发明实施例的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置的控制系统图;
图4是本发明实施例的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述:
实施例一
如图1所示,基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置,包括:气泵10、第一分气装置11、第二分气装置12、储水装置13、真空计14、4个装油取油管路15,第一电磁阀DV1、第二电磁阀DV2、第三电磁阀DV3、第四电磁阀DV4、第五电磁阀DV5、第一三通阀ST1、第二三通阀ST2;每个所述的装油取油管路15均包括:油样储存容器20、第六电磁阀DV6、第七电磁阀DV7、第三三通阀ST3、第八电磁阀DV8。
所述的第一电磁阀DV1的一端与第一分气装置11的输入端密封连接,所述的第一分气装置11的输出端与气泵10的进气端密封连接,气泵10的出气端与第二分气装置12的输入端密封连接,第二分气装置12的输出端与第二电磁阀DV2的一端密封连接;所述的第一分气装置11的第一分气端口与第五电磁阀DV5的一端密封连接,第五电磁阀DV5的另一端与第二三通阀ST2的第一端口密封连接,第二三通阀ST2的第二端口与第一三通阀ST1的第一端口密封连接,第二三通阀ST2的第三端口与真空计14密封连接,第一三通阀ST1的第二端口与第四电磁阀DV4的一端密封连接,第四电磁阀DV4的另一端与储水装置13的一端密封连接,储水装置13的另一端与第三电磁阀DV3的一端密封连接,第三电磁阀DV3的另一端与第二分气装置12的第一分气端口密封连接;第一三通阀ST1的第三端口与注射器针管密封连接。
4个所述的装油取油管路15的出气端口分别与第一分气装置11的第二、第三、第四、第五分气端口密封连接,4个所述的装油取油管路15的进气端口分别与第二分气装置12的第二、第三、第四、第五分气端口密封连接;即每个所述的装油取油管路15中的第六电磁阀DV6的一端分别与第二分气装置12的第二、第三、第四、第五分气端口密封连接,每个所述的装油取油管路15中的第七电磁阀DV7的一端分别与第一分气装置11的第二、第三、第四、第五分气端口密封连接,第六电磁阀DV6的另一端以及第七电磁阀DV7的另一端分别密封连接在第三三通阀ST3的第一端口和第二端口;所述的油样储存容器20包括:储存容器本体201、活塞202,所述的活塞202设置在储存容器本体201的内部,将储存容器本体201划分为油仓203和气仓204的上下两部分,在油仓203的顶部设置第一端口,所述的第一端口与第八电磁阀DV8的一端密封连接,第八电磁阀DV8的另一端作为装置的进油出油口,在气仓204的底部设置第二端口,所述的第二端口与第三三通阀ST3的第三端口密封连接。
图2和图3分别是本发明实施例的基于梯度油样校验法的实验室气相色谱仪校验装置的结构布置图以及控制系统图。
如图4所示,装置的工作流程如下:
1、注射器针管的气密性和刻度校验
1.1、气密性校验:将第一三通阀ST1的第三端口与注射器针管密封连接,开启第二电磁阀DV2、第五电磁阀DV5、第一三通阀ST1的第一端口和第三端口开启、第二三通阀ST2的三个端口全部开启,此时启动气泵10,对管路进行抽真空,当真空计14达到阈值时,停止抽真空,此时观察真空计1410分钟,看压力值是否在原有压力的阈值范围内变化,如果在此范围内变化,表明注射器针管的气密性符合要求。
1.2、刻度校验:将第一三通阀ST1的第三端口与注射器针管密封连接,开启第一电磁阀DV1、第三电磁阀DV3、第四电磁阀DV4,并开通第一三通阀ST1的第二端口和第三端口,启动气泵10将储水装置13中20℃的纯水注入到注射器针管中,注射器针管的重量达到40g时,关闭气泵10,停止注水,此时观测注射器针管的刻度是否为40mL的位置,如果偏离40mL的刻度,表明该注射器针管刻度不准确。
2、清洗油仓
将油仓203内装入空白油样,第三三通阀ST3选择第一端口和第三端口导通,开启第二电磁阀DV2、第七电磁阀DV7、第八电磁阀DV8,开启气泵10将气仓204内的气体抽出来,气仓204将活塞202向下拉动,从而清洗油仓203;第三三通阀ST3选择第二端口和第三端口导通,开启第一电磁阀DV1、第六电磁阀DV6、第八电磁阀DV8,开启气泵10向气仓204内充气,气仓204将活塞202向上顶起,从而清洗油仓203;如此往复,活塞202向上、向下多次运动完成清洗。
3、装配制好的标准油样品
第八电磁阀DV8的一端接装有配制好的油样的装置,第三三通阀ST3选择第二端口和第三端口导通,开启第二电磁阀DV2、第七电磁阀DV7、第八电磁阀DV8,开启气泵10将气仓204内的气体抽出来,气仓204内的空气依次通过第三三通阀ST3、第七电磁阀DV7、第一分气装置11、气泵10、第二分气装置12、第二电磁阀DV2排出,在外界压力的作用下,气仓204将活塞202向下拉动,从而将配制好的油样通过第八电磁阀DV8抽至油仓203内保存。
4、取配制好的标准油样品
在第八电磁阀DV8的一端接注射器针管,第三三通阀ST3选择第一端口和第三端口导通,开启第一电磁阀DV1、第六电磁阀DV6、第八电磁阀DV8,开启气泵10向气仓204内充气,外界的空气依次通过第一电磁阀DV1、第一分气装置11、气泵10、第二分气装置12、第六电磁阀DV6、第三三通阀ST3充入气仓204,在外界压力的作用下,气仓204将活塞202向上顶起,将油仓203内的油样通过第八电磁阀DV8取出。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。