CN117538453A - 一种油色谱试验全流程自动操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油色谱试验全流程自动操作装置，包括与第一气源连接的第一气流稳压器、储气控制电磁阀、高压助推气缸、加压控制电磁阀、光电触发控制器、注入气样室以及气样形成处理装置，注入气样室输出至色谱仪进样口连接器；气样形成处理装置包括设置有气缸控制机构的油样脱气缸，所述油样脱气缸连接有三条管路，第一管路连接油样注射器，第二管路连接注入气样室内腔及真空泵，第三管路通过注气口及气样阀组连接至进样控制电磁阀前端，气样阀组与第二气源气路连接，第二气源气路还与色谱仪进样口连接器连接。本发明实现油色谱试验全流程自动操作功能，减少了油色谱试验流程中的人工参与步骤，可提高油色谱试验准确性，节约人工成本。

Description

一种油色谱试验全流程自动操作装置

技术领域

本发明属于油色谱试验技术领域，特别涉及一种油色谱试验全流程自动操作装置。

背景技术

近年来，通过油色谱试验在运行中检测判断充油电气设备内部故障，已经成为保证充油电气设备运行安全的重要手段。但由于缺乏直接进行油中溶解气体含量检测的手段，以人工手动样品处理、机械振荡脱气、人工手动进样为标准流程的油色谱检测分析方法仍然是当前的主流。

现有常规油色谱试验主要采用以下工作流程：将被测油样从取样容器中抽出，依靠人工操作完成储气注射器清洗、油样体积调节、加注载气、振荡脱气、转移平衡气样、读取平衡气样体积等检测前准备。随后试验人员采用一支带注入针头的1mL玻璃注射器从储气注射器中准确抽取1mL被测气样注入油色谱仪内进行检测，每次注入要求注入的速度、气样体积必须保持一致。此外，如公开号为“CN107796900A”的中国发明专利申请公开的一种油色谱试验自动进样装置，注样气塞将气样室分隔为左右两个腔，高压助推气缸的进气口与气源连通，高压助推气缸的出气口连通气样室，气样室出气口经进样控制电磁阀、色谱仪进样口连接器与色谱仪相连通，在气样室与色谱仪相通的那一侧空腔设置有抽气口，所述的抽气口连通真空泵用于对气样室抽真空，所述的色谱仪进样口连接器为多通连接头，其上还设置有与气源相连的连接口，所述的注气口设置于与出气口相连的靠近出气口的气路连管上。该装置也需要依靠人工完成检测前油样处理，使之形成待测平衡气样，再由装置将待测平衡气样注入完成检测。

以上检测流程中人工参与操作环节比较多，特别是检测前的准备工作以及油气分离操作，即使是非常熟练的试验人员仍然不能保证每个油样、气样检测结果的一致性。现有的工作流程已严重影响油色谱试验的准确性，还极易造成对充油设备运行情况的误判断。

因此，需要研制一种无需人工参与检测前准备工作，能够满足电力绝缘油色谱试验准确性要求的全流程自动操作装置。

发明内容

本发明提供一种油色谱试验全流程自动操作装置，旨在解决现有技术中电力绝缘油色谱试验因人工参与步骤较多造成的准确性不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的油色谱试验全流程自动操作装置包括沿气流方向气路连接的第一气流稳压器、储气控制电磁阀、高压助推气缸、加压控制电磁阀、光电触发控制器、注入气样室，所述第一气流稳压器进气端连接有第一气源，所述注入气样室出气端通过进样控制电磁阀及色谱仪进样口连接器连接至油色谱仪，所述注入气样室内腔设置有可轴向滑动的注样气塞，还包括气样形成处理装置。

所述气样形成处理装置包括设置有气缸控制机构的油样脱气缸，所述油样脱气缸连接有三条管路：第一管路通过第一油样阀组及第二油样阀组与油样注射器连接，用于进油及排气；第二管路通过第一抽真空电磁阀及第二抽真空电磁阀连接注入气样室内腔，第一抽真空电磁阀及第二抽真空电磁阀之间旁路连接有真空泵；第三管路通过注气口及气样阀组连接至进样控制电磁阀前端；所述气样阀组的进气端通过第二气流稳压器与第二气源气路连接，所述第二气源气路还与色谱仪进样口连接器连接。

优选地，所述气缸控制机构具体为直流电磁滑台，所述直流电磁滑台用于驱动油样脱气缸内的活塞轴向运动。

优选地，所述油样脱气缸为一单侧封闭的空心圆筒，空心圆筒开放侧内设置有定体积活塞，所述定体积活塞通过活塞连杆与直流电磁滑台的驱动滑块机械连接；空心圆筒封闭侧中心有三个出口分别与三条管路连接。

优选地，所述油样脱气缸外壁设置有加热器、超声波发生器，所述加热器用于加热油样脱气缸内的被测油样，所述超声波发生器用于对油样脱气缸内的被测油样进行高频震荡。

优选地，所述第一气源为第一载气钢瓶以及设置于第一载气钢瓶出口管路上的第一减压阀；所述第二气源为第二载气钢瓶以及设置于第二载气钢瓶出口管路上的第二减压阀。

优选地，所述第二油样阀组包括一个排油口，所述排油口通过油路与废油桶连接。

优选地，所述高压助推气缸上设置有储气压力传感器，用于检测高压助推气缸内部载气的压力。

优选地，所述光电触发控制器包括互相配合设置的红外光发射器及光敏接收器，相对嵌设在所述注入气样室圆锥形加压侧外壁上，用于触发自动进样信号。

优选地，所述第三管路上还串接有脱气压力传感器，所述脱气压力传感器用于检测油样脱气缸中油样脱气处理前后内部的压力，以获取被测平衡气样的体积。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1.本发明提出的油色谱试验全流程自动操作装置通过设置气样形成处理装置，可以实现油色谱试验自动清洗、自动注入油样、自动脱气、自动获取气样体积、自动进样检测、二次检测、自动排出残油等的油色谱试验全流程自动操作功能；减少了油色谱试验全流程中的人工参与步骤，最大程度避免油色谱人工操作失误，有效降低油色谱试验的误差，提高油色谱试验准确性，避免发生误判断。

2.本发明提出的油色谱试验全流程自动操作装置通过气样形成处理装置，还能规范油色谱试验的操作流程，降低油色谱试验的操作难度，进而降低油色谱试验的人工成本。

3.本发明提出的油色谱试验全流程自动操作装置利用机械活塞定体积、超声波脱气法与真空法、油、气进样阀组自动切换配合，有效实现了自动清洗、自动脱气、自动排油、自动进样等功能，解决了不同油样、气样残留相互干扰、污染的问题。

4.本发明提出的油色谱试验全流程自动操作装置的注样气塞使用光电触发控制设计，使其进样操作速度与人工进样基本保持一致，保证注入的被测气样体积的一致性，以减少进样操作造成的重复性偏差。

5.本发明提出的油色谱试验全流程自动操作装置安装使用方便，不改变油色谱仪正常的工作流程，不对油色谱仪进行任何破坏性改造，不改变油色谱仪原有性能，即可实现在各种油色谱仪上通用，适合电力油色谱试验中使用。

附图说明

图1是本发明所述自动操作装置结构原理示意图；

图2是本发明所述自动操作装置使用示意图；

图3是本发明实施例的注入气样室结构示意图。

附图标记：1、第一载气钢瓶；101、第一减压阀；2、第二载气钢瓶；201、第二减压阀；3、气路连管；4、第一气流稳压器；5、储气控制电磁阀；6、储气压力传感器；7、高压助推气缸；8、加压控制电磁阀；9、光电触发控制器；901、红外光发射器；902、光敏接收器；10、注入气样室；1001、注样气塞；11、注气口；12、进样控制电磁阀；13、色谱仪进样口连接器；14、油色谱仪；15、油样脱气缸；1501、定体积活塞；1502、加热器；1503、超声波发生器；16、直流电磁滑台；17、油样注射器；18、真空泵；19、第一油样阀组；1901、油路连管；20、第二油样阀组；21、气样阀组；22、第一抽真空电磁阀；23、第二抽真空电磁阀；24、脱气压力传感器；25、第二气流稳压器；26、油色谱试验全流程自动操作装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例，并参照附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、图2所示，本实施例为一种油色谱试验全流程自动操作装置，包括沿气流方向气路连接的第一气流稳压器4、储气控制电磁阀5、高压助推气缸7、加压控制电磁阀8、光电触发控制器9、注入气样室10，所述第一气流稳压器4进气端连接有第一气源，所述注入气样室10出气端通过进样控制电磁阀12及色谱仪进样口连接器13连接至油色谱仪14，所述注入气样室10内腔设置有可轴向滑动的注样气塞1001，还包括气样形成处理装置。

具体地，所述气样形成处理装置包括设置有气缸控制机构的油样脱气缸15，所述油样脱气缸15连接有三条管路：第一管路通过第一油样阀组19及第二油样阀组20与油样注射器17连接，用于进油及排气；第二管路通过第一抽真空电磁阀22及第二抽真空电磁阀23连接注入气样室10内腔，第一抽真空电磁阀22及第二抽真空电磁阀23之间旁路连接有真空泵18；第三管路通过注气口11及气样阀组21连接至进样控制电磁阀12前端；所述气样阀组21的进气端通过第二气流稳压器25与第二气源气路连接，所述第二气源气路还与色谱仪进样口连接器13连接。

具体地，所述第一气源为第一载气钢瓶1以及设置于第一载气钢瓶1出口管路上的第一减压阀101；所述第二气源为第二载气钢瓶2以及设置于第二载气钢瓶2出口管路上的第二减压阀201。第一气源为一个专用于进样的气源，第一载气钢瓶1通过减压阀101、气路连管3、第一气流稳压器4、储气控制电磁阀5与高压助推气缸7的进气口连接，第一载气钢瓶1中的气体可以为氮气或氩气；第二气源为一个专用于输出油色谱仪工作载气的气源，其与第一载气钢瓶1中的气体一致，第二载气钢瓶2通过第二减压阀201、气路连管3连接至气样阀组21的第三端口，同时也通过气路连管3连接至色谱仪进样口连接器13。

高压助推气缸7上接有一储气压力传感器6，用于检测高压助推气缸7内部载气的压力。高压助推气缸7出气口经加压控制电磁阀8与注入气样室10连通，注入气样室10出口经注气口11、进样控制电磁阀12，经色谱仪进样口连接器13连接于色谱仪14进样口上。

一组光电触发控制器9安装在注入气样室10外壁上。所述光电触发控制器9包括互相配合设置的红外光发射器901及光敏接收器902，相对嵌设在所述注入气样室10圆锥形加压侧外壁上，用于触发自动进样信号。

如图3所示，所述注样气塞1001为一长约6mm、直径约为6.5mm的黑色空心塑钢圆柱体，放置在注入气样室10内，可被待测气样及高压助推载气推动而左右移动，主要用于触发进样信号及将被测气样推入油色谱仪14进样气路内。圆柱体一端为圆锥形，另一端为带有小斜角的平面，其可在注入气样室10内进行左右移动。进样时其被注入的被测气样推动向左平移到注入气样室10圆锥形加压侧，当其到达该侧时因其将光电触发控制器9光源阻断，触发装置控制器打开加压控制电磁阀8和进样控制电磁阀12，使得高压助推气缸7内的高压载气被瞬间释放，从注入气样室10圆锥形加压侧喷出推动气流，使其快速向右推至注入气样室10平面一侧，其在移动过程中将前方的被测气样快速推入油色谱仪14的进样器内，从而完成自动进样。随后因注入气样室10被抽真空，其又会被下一个被测气样从注入气样室10平面侧推至注入气样室10圆锥形侧触发进样信号及进样。

一个真空泵18经第一抽真空电磁阀22、第二抽真空电磁阀23分别与注入气样室10和油样脱气缸15气路连接。第一油样阀组19、第二油样阀组20通过油路连管与油样脱气缸15连接。一个气样阀组21的第一端口经气路连管3与油样脱气缸15连接，气样阀组21的第二端口连接注入气样室10出口处进样控制电磁阀12的前端，气样阀组21的第三端口通过一气流稳压器25与第二载气钢瓶2的气路连管3连通。在油样脱气缸15与气样阀组21连通的气路上接有一脱气压力传感器24，所述脱气压力传感器24用于检测油样脱气缸15中油样脱气处理前后内部的压力，以获取被测平衡气样的体积。

具体地，所述油样脱气缸15外壁设置有加热器1502、超声波发生器1503，所述加热器1502用于加热油样脱气缸15内的被测油样，所述超声波发生器1503用于对油样脱气缸15内的被测油样进行高频震荡。

所述气缸控制机构具体为直流电磁滑台16，所述直流电磁滑台16用于驱动油样脱气缸15内的活塞轴向运动。

所述第二油样阀组20包括一个排油口，所述排油口通过油路与废油桶连接。

以上所述各电磁阀、油样阀组、气样阀组、传感器、直流电磁滑台、超声波发生器、加热器、真空泵、光电触发控制器均与控制单元信号连接，用于向控制单元传输采集的数据及接收控制单元下发的控制指令。

所述的第一油样阀组19、第二油样阀组20、气样阀组21为DC24V的铜制三通微型常闭电磁阀，留有进油口、排油口、吹扫气排气口、进气口、样品气出气口等。主要用于通断油路、气路，完成被测油样抽取、油路冲洗、气路冲洗、补气、被测平衡气样输出等操作。

所述控制单元，主要包括交流220V电源开关、220V/24V交直流电源转换器、PLC可编程控制器，用于提供控制回路直流工作电源、控制各电磁阀开闭、启停真空泵18、输出直流电磁滑台16驱动频率信号、启动加热器1502、超声波发生器1503，进样触发控制、脱气前后压力检测计算等。

本实施例的工作原理如下：

气样形成处理装置将设定容积的被测绝缘油样吸入油样脱气缸15，利用第一油样阀组19、第二油样阀组20、气样阀组21的控制配合，向油样脱气缸15内补入平衡用载气，使用加热器1502及超声波发生器1503对油样脱气缸15的样品油进行加热及震荡，通过物质分配平衡形成待测平衡气样，测量脱气前后油样脱气缸15内压力。然后将待测平衡气样通过注气口11注入到注入气样室10内，注样气塞1001被推至最左侧。高压助推气缸7释放高压载气将注样气塞1001往右侧推，将待测平衡气样经进样控制电磁阀12及色谱仪进样口连接器13推入油色谱仪14内进行检测。

以上实施例未述部分与现有技术相同。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种油色谱试验全流程自动操作装置，包括沿气流方向气路连接的第一气流稳压器(4)、储气控制电磁阀(5)、高压助推气缸(7)、加压控制电磁阀(8)、光电触发控制器(9)、注入气样室(10)，所述第一气流稳压器(4)进气端连接有第一气源，所述注入气样室(10)出气端通过进样控制电磁阀(12)及色谱仪进样口连接器(13)连接至油色谱仪(14)，所述注入气样室(10)内腔设置有可轴向滑动的注样气塞(1001)，其特征在于，还包括气样形成处理装置；

所述气样形成处理装置包括设置有气缸控制机构的油样脱气缸(15)，所述油样脱气缸(15)连接有三条管路：第一管路通过第一油样阀组(19)及第二油样阀组(20)与油样注射器(17)连接，用于进油及排气；第二管路通过第一抽真空电磁阀(22)及第二抽真空电磁阀(23)连接注入气样室(10)内腔，第一抽真空电磁阀(22)及第二抽真空电磁阀(23)之间旁路连接有真空泵(18)；第三管路通过注气口(11)及气样阀组(21)连接至进样控制电磁阀(12)前端；所述气样阀组(21)的进气端通过第二气流稳压器(25)与第二气源气路连接，所述第二气源气路还与色谱仪进样口连接器(13)连接。

2.根据权利要求1所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述气缸控制机构具体为直流电磁滑台(16)，所述直流电磁滑台(16)用于驱动油样脱气缸(15)内的活塞轴向运动。

3.根据权利要求2所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述油样脱气缸(15)为一单侧封闭的空心圆筒，空心圆筒开放侧内设置有定体积活塞(1501)，所述定体积活塞(1501)通过活塞连杆(1504)与直流电磁滑台(16)的驱动滑块(1603)机械连接；空心圆筒封闭侧中心有三个出口分别与三条管路连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述油样脱气缸(15)外壁设置有加热器(1502)、超声波发生器(1503)，所述加热器(1502)用于加热油样脱气缸(15)内的被测油样，所述超声波发生器(1503)用于对油样脱气缸(15)内的被测油样进行高频震荡。

5.根据权利要求1所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述第一气源为第一载气钢瓶(1)以及设置于第一载气钢瓶(1)出口管路上的第一减压阀(101)；所述第二气源为第二载气钢瓶(2)以及设置于第二载气钢瓶(2)出口管路上的第二减压阀(201)。

6.根据权利要求1所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述第二油样阀组(20)包括一个排油口，所述排油口通过油路与废油桶连接。

7.根据权利要求1所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述高压助推气缸(7)上设置有储气压力传感器(6)，用于检测高压助推气缸(7)内部载气的压力。

8.根据权利要求1所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述光电触发控制器(9)包括互相配合设置的红外光发射器(901)及光敏接收器(902)，相对嵌设在所述注入气样室(10)圆锥形加压侧外壁上，用于触发自动进样信号。

9.根据权利要求1所述的一种油色谱试验全流程自动操作装置，其特征在于，所述第三管路上还串接有脱气压力传感器(24)，所述脱气压力传感器(24)用于检测油样脱气缸(15)中油样脱气处理前后内部的压力，以获取被测平衡气样的体积。