CN201464403U - 一种新型sf6变送器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型SF6变送器，其电源转换单元产生变送器工作所需要的电压供给SF6传感器、TGS32氧气传感器和PIC控制单元，SF6传感器、TGS32氧气传感器通电后将与空气中SF6气体和氧气发生反应，产生与气体浓度成确定函数关系的模拟电压信号，经信号转换/放大电路放大后输入到PIC控制单元，PIC控制单元分别与LED显示单元、报警单元、通讯单元等输出单元连接，按键可以向PIC控制单元输入相应数据，本变送器可以实时显示SF6和氧气具体浓度，并具有实时报警、与中央控制电脑实现数据传送等扩展功能，整体具有结构简单、硬件成本低廉、控制方便等优点。

Description

一种新型SF6变送器
技术领域
本实用新型涉及一种对SF6气体和氧气浓度探测、传感装置，尤其涉及一种对SF6和氧气浓度探测精度高、具有报警和通讯等扩展功能的变送器。
背景技术
无人值班变电站的组合电器设备中，采用了SF6绝缘气体对高压开关进行保护，为了防止SF6慢性泄漏后对巡视、维护人员安全构成的威胁，需要用到SF6变送器来探测室内SF6和氧气具体浓度，目前存在的SF6变送器使用的处理核心本身结构过于简单，导致整体电路复杂、存在抗干扰能力差、变送器功能单一、总体设备成本较高，以国家知识产权已公开的“智能SF6气体密度检测器”(专利号：9520856.7)为例，该专利虽然采用单片控制机分析是否具有漏电现象，但不具有通讯接口，不能通过中央控制电脑对传感器进行指令性传输操作，具有探测精度低、不能定量显示SF6具体浓度等缺点。
实用新型内容
本实用新型针对以上技术的不足，提供了一种精度高，并具有通讯、报警等扩展功能的新型SF6变送器。
一种新型SF6变送器由电源转换单元、SF6传感器、TGS32氧气传感器、信号转换/放大电路、PIC控制单元、通讯单元、LED显示单元、报警单元及按键组成，其中电源转换单元产生变送器工作所需要的电压供给SF6传感器、TGS32氧气传感器和PIC控制单元，SF6传感器、TGS32氧气传感器通电后将与空气中SF6气体和氧气发生反应，产生与气体浓度成确定函数关系的模拟电压信号，经信号转换/放大电路放大后输入到PIC控制单元，PIC控制单元分别与LED显示单元、报警单元、通讯单元等输出单元连接，PIC控制单元内置的控制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，得出具体的SF6和氧气浓度数值，此数值一方面在PIC控制单元的控制下由LED显示单元显示，若数值不正常，由报警单元发出报警指示；另一方面，数据通过通讯单元发送给上位PC机，可以接受中央控制电脑的相关指令，按键可以向PIC控制单元输入相应数据。
所述的PIC控制单元采用新型PIC16F873A单片机，内部包含了8通道10位AD转换电路，将经过放大的SF6和氧气放大电路输出的模拟信号转换为数字信号，由处理单元进行处理。
本实用新型通过SF6传感器和TGS32氧气传感器感应空气中SF6气体和氧气的浓度，传感器输出的微弱模拟电压信号经信号转换/放大电路输入到PIC控制单元，PIC控制单元内置的控制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，可以实时显示SF6和氧气具体浓度，SF6探测精度可达50ppm，并具有实时报警、与中央控制电脑实现数据传送等扩展功能，整体具有结构简单、硬件成本低廉、控制方便等优点。
附图说明
图1为本实用新型原理图；
图2为本实用新型电路图；
具体实施方式：
如图1所示，一种新型SF6变送器由电源转换单元1、SF6传感器2、TGS32氧气传感器3、信号转换/放大电路4、PIC控制单元5、通讯单元6、LED显示单元7、报警单元8及按键9组成，其中电源转换单元1产生变送器工作所需要的电压分别供给SF6传感器2、TGS32氧气传感器3和PIC控制单元5，SF6传感器2、TGS32氧气传感器3通电后，空气中的SF6气体和氧气分别与传感器的电极发生反应，在传感器的输出端产生与气体浓度存在确定函数关系的微弱模拟电压信号，此信号经过信号转换/放大电路4放大后，输入到PIC控制单元5，此模拟信号先通过PIC控制单元5内部包含的10位AD转换电路转换为数字信号，PIC控制单元5内置的控制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，得出具体的SF6和氧气浓度数值，此数值一方面在PIC控制单元5的控制下由LED显示单元7显示，若数值不正常，报警单元8上相应的报警发光二极管点亮，发出报警指示；另一方面，数据通过通讯单元6发送给上位pc机，变送器还可以接受中央控制电脑的相关指令，按键9可以向PIC控制单元5输入相应数据。
如图2所示，SF6变送器输入电源采用15V的开关电源，电源转换单元产生变送器工作所需要的+5V、-5V和10V电压，分别提供给SF6传感器、TGS32氧气传感器和PIC控制单元；SF6传感器接在SF6插座上，室内SF6气体与传感器内部的电极发生反应，产生模拟电压信号，经信号转换/放大电路放大后，输入到PIC控制单元的RAO端口；TGS32氧气传感器接在02插座上，传感器属于电化学式传感器，内部电极与室内氧气发生电化学反应，产生与气体浓度成确定函数关系的微弱电压信号，经信号转换/放大电路放大后，输入到PIC控制单元的RA1端口；PIC控制单元采用新型PIC16F873A单片机，内部包含了8通道10位AD转换电路，将经过放大的SF6和氧气放大电路输出的模拟信号转换为数字信号，由处理单元进行处理，单片机内部的EEPROM程序存储器内置了变送器的控制程序，控制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，得出具体的SF6和氧气浓度数值；RC3接单片机的控制口，JP3插座连接了中央控制电脑的通讯线，变送器通过485通讯总线将数据上传到中央控制电脑，可以接受来自于中央控制电脑的指令，与中央控制电脑进行相互通讯；显示单元和报警单元中COM1～COM5、CLOCK、AB接单片机的控制口，单片机向LED数码管发送控制信号，显示SF6和氧气的具体浓度数值，LED1～LED3是3个发光二极管，用来指示当前气体浓度是否正常，当SF6浓度偏高或氧气浓度偏低时，相应的报警发光二极管点亮；SW1～SW3按键的3个引脚S1～S3分别接到单片机的3个控制口，工作人员可以通过按键向变送器输入一些重要的数据，例如报警的上下限数据。
本实用新型具有结构简单、工作可靠性强、实时性好等优点，可广泛应用于无人值守变电站的SF6在线探测报警系统中，具有广泛推广意义。

Claims (3)

1.一种新型SF6变送器由电源转换单元、SF6传感器、TGS32氧气传感器、信号转换/放大电路、PIC控制单元、通讯单元、LED显示单元、报警单元及按键组成；其特征在于：模拟电压信号经信号转换/放大电路放大后输入到PIC控制单元，PIC控制单元分别与LED显示单元、报警单元、通讯单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型SF6变送器，其特征在于：所述的PIC控制单元采用新型PIC16F873A单片机，内部包含了8通道10位AD转换电路。
3.根据权利要求1所述的一种新型SF6变送器，其特征在于：所述的通讯单元与上位PC机相通。
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