CN202853851U - 气体泄漏检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体泄漏检测装置，属于气体检测领域。所述气体泄漏检测装置包括主板、采集传感器和基准电压电路，其中，采集传感器和基准电压电路均与主板相连接，所述基准电压电路用于计算电路的电源电压，并计算采集传感器输出模拟信号的A/D转换值，所述采集传感器用于采集气体泄漏参数值，并将所述气体泄漏参数值发送给所述主板。本实施例提供的气体泄漏检测装置，尤其是六氟化硫气体泄漏检测装置，既可以单独使用，又可以组网使用，还能同时检测环境中的氧气浓度、温度和湿度值，且组网使用时无需布线，可根据现场大小灵活设置数量，提高在线监控报警系统的可扩展性。

Description

气体泄漏检测装置

技术领域

本实用新型涉及气体检测领域，特别涉及一种气体泄漏检测装置。

背景技术

在工业领域，由于SF₆气体具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，被广泛地应用在电力设备中，如：SF₆绝缘高压变压器、SF₆气体高压断路器、SF₆气体封闭组合电器、SF₆负荷开关等。纯净的SF₆气体是一种无色、无味、无毒、不燃的惰性气体，但是，SF₆气体在局部放电的作用下发生分解，其分解物可与设备中的气体杂质、水分、绝缘材料和电极等发生反应，产生氟化氢(HF)、二氧化硫(SO₂)、硫化氢(H₂S)、四氟化碳(CF₄)等剧毒、强腐蚀的衍生气体，不仅影响电力设备的绝缘性能和机械性能，也严重危害人身健康，并造成环境污染，由于以上原因，对SF₆气体电力设备的严格监控和防护尤为重要，以保障人力、设备、环境的安全。

目前，对使用SF₆气体的电力设备的监控和防护，主要采用便携式SF₆气体检漏仪、SF₆微水检测仪等进行检测或安装SF₆气体泄漏在线监控报警系统进行实时监控等措施。SF₆气体泄漏在线监控报警系统中使用的SF₆气体变送器，安装在监控场所固定位置，一般都通过总线电缆与监控主机连接，实时上传监测数据，不能单独使用，且需要布线施工。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种气体泄漏检测装置。所述技术方案如下：

一种气体泄漏检测装置，所述装置包括主板、采集传感器和基准电压电路，其中，采集传感器和基准电压电路均与主板相连接，所述基准电压电路用于计算电路的电源电压，并计算采集传感器输出模拟信号的A/D转换值，所述采集传感器用于采集气体泄漏参数值，并将所述气体泄漏参数值发送给所述主板。

作为上述技术方案的优选，所述装置还包括信号调理电路，所述采集传感器还包括气体传感器、氧气传感器和温湿度传感器，所述气体传感器和温湿度传感器与所述主板相连接，所述氧气传感器通过所述信号调理装置与所述主板连接。

作为上述技术方案的优选，所述气体传感器具体为SF₆气体传感器。

作为上述技术方案的优选，所述主板具体使用STC12C5A60S2芯片，所述STC12C5A60S2芯片设置有UART0串行接口和UART1串行接口。

作为上述技术方案的优选，所述氧气传感器具体为KE-25氧气传感器或KE-50氧气传感器。

作为上述技术方案的优选，所述温湿度传感器具体为SHT10数字温湿度传感器。

作为上述技术方案的优选，，所述SF₆气体传感器具体为SC-B SF₆气体传感器。

作为上述技术方案的优选，所述装置还包括液晶显示屏，与主板进行通信连接，用于接收所述主板发送的SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值，并将所述SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值显示出来。

作为上述技术方案的优选，所述装置还包括无线数据通信模块，与所述主板连接，组网使用时将SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值传输给上位PC机。

作为上述技术方案的优选，所述装置还包括通信地址设置电路、声光报警电路和ISP接口电路，所述通信地址设置电路、所述声光报警电路、所述ISP接口电路分别与所述主板连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实施例提供的气体泄漏检测装置，尤其是六氟化硫气体泄漏检测装置，既可以单独使用，又可以组网使用，还能同时检测环境中的氧气浓度、温度和湿度值，且组网使用时无需布线，可根据现场大小灵活设置数量，提高在线监控报警系统的可扩展性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型实施例1中提供的气体泄漏检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中提供的气体泄漏检测装置的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中提供的主CPU引脚分配图；

图4是本实用新型实施例1中提供的气体泄漏检测装置的又一结构示意图。

附图说明：

1、主板；2、通信地址设置电路；3、声光报警电路；4、SF₆气体传感器；

5、氧气传感器；6、信号调理电路；7、温湿度传感器；8、基准电压电路；

9、ISP接口电路；10、无线数据通信模块11、液晶显示屏；12、电源电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1，本实用新型提供了一种气体泄漏检测装置，所述装置包括主板1、采集传感器(图未示出)和基准电压电路8，其中，采集传感器和基准电压电路8均与主板1相连接，基准电压电路8用于计算电路的电源电压，并计算采集传感器输出模拟信号的A/D转换值，采集传感器用于输出模拟信号的A/D转换值，以采集到气体泄漏参数值，并将气体泄漏参数值发送给主板1。

其中，参见图2，上述气体泄漏参数值包括SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值。采集传感器包括SF₆气体传感器4、氧气传感器5和温湿度传感器7。SF₆气体传感器4、氧气传感器5和温湿度传感器7可以直接与主板1相连接。优选地，该气体泄漏检测装置还包括一信号调理电路6，该氧气传感器5通过信号调理电路6输入到主板1模拟量输入通道进行A/D转换，SF₆气体传感器4和温湿度传感器7直接与主板1相连。

具体地，参见图3，本实施例中的主板1采用的是STC12C5A60S2芯片，采用LQFP-44封装方式，是一种单时钟/机器周期系列单片机，STC12C5A60S2采用11.0592MHz的晶振。

本实用新型中的STC12C5A60S2芯片设置了2个串行接口，波特率均设置为9600bps。一个串行接口为UART0，用于ISP(In-System Programming，在系统编程)编程。优选地，为了降低成本，该接口未配置RS-232驱动电路，与上位PC机连接时应另外配置RS-232驱动电路。另一个串口为UART1，UART1采用独立波特率发生器。

其中，本实施例中还在STC12C5A60S2芯片中设置了两个定时器，分别为定时器0和定时器1，其工作模式均设置为16位定时器，中断方式。定时器0的周期为50mS，用于控制各采集传感器采集数据间隔时间。定时器1周期为4mS，用于判断无线数据通信模块10采用ModBus-RTU通信时一帧数据是否接收完毕。

其中，本实施例中的氧气传感器采用日本FIGARO公司的KE-25或KE-50氧气传感器，该传感器输出的模拟信号经信号调节电路6的AD623AR放大后送入STC12C5A60S2内部模拟量输入通道ADC0，转换为数字值，经数据处理后生成氧气浓度值发送给主板1，主板1将该氧气浓度值在液晶显示屏11上进行显示。

其中，本实施例中的温湿度传感器7采用瑞士Sensirion公司的SHT10数字温湿度传感器，温度测量精度±0.5℃，湿度测量精度±4.5％RH，SMD(Surface Mounted Devices，表面贴装器件)封装。SHT10直接与STC12C5A60S2相连，串行数据线(DATA)连接STC12C5A60S2的P2.6，串行时钟输入线(SCK)连接P2.5，通过定时器0控制每2S测量一次温度和湿度值，读取其中的温度值和湿度值，并将读取的温度值和湿度值均发送给主板1，主板1将该温度值和湿度值在液晶显示屏11上进行显示。

其中，本实施例采用常州三辰电器有限公司SC-B SF₆气体传感器，该SF₆气体传感器的V、U、C、K引脚分别与STC12C5A60S2的P1.1(ADC1)、P1.2(ADC2)、P3.4、P3.5连接，C、K为启动/停止控制引脚，V、U为两路模拟信号输出引脚。V、U模拟输出信号分别经STC12C5A60S2内部A/D转换器模拟量输入通道ADC1(P1.1)、ADC2(P1.2)进行A/D转换后，得到的数字值经STC12C5A60S2处理后作为SF₆气体浓度值，并SF₆气体浓度值发送给主板1，主板1将该SF₆气体浓度值在液晶显示屏11上进行显示。

优选地，参见图4，本实施例中的气体泄漏检测装置还包括液晶显示屏11，与主板1进行通信连接，用于接收主板1发送的SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值，并将SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值显示出来。

本实施例中的液晶显示屏11可以采用深圳瑞特电子的128*64点阵型液晶显示模块，即RT12864J-3，其数据线和各控制引脚均与STC12C5A60S2直接连接，数据线DB0～DB7连接P0.0～P0.7，控制引脚CS1、CS2、E、RW、RS分别接STC12C5A60S2的P4.4、P2.7、P4.5、P4.1、P4.6。

本实施例中的基准电压电路8可以采用NSC公司的LM431芯片，其输出电压通过STC12C5A60S2的A/D转换的第七通道发送给主板1，其输出电压2.495V作为基准参考电压源，每次采集SF₆气体传感器4、氧气传感器5的模拟信号前，均通过此基准电压的A/D转换计算出此时的电源电压Vcc，再计算采集传感器输出模拟信号的A/D转换值，可提高SF₆气体浓度和氧气浓度的检测精度。

优选地，本实施例中的气体泄漏检测装置还包括无线数据通信模块10，与主板1的串口UART1进行通信连接，该串口可以将主板1的检测数据传输给无线数据通信模块10，从而无线数据通信模块10将检测数据无线传输给上位PC机，在组网使用时能够实时上传检测数据，该无线数据通信模块10采用ModBus-RTU协议与上位PC机通信。

优选地，本实施例中的气体泄漏检测装置还包括通信地址设置电路2、声光报警电路3、ISP接口电路9，通信地址设置电路2、声光报警电路3、ISP接口电路9分别与主板1进行连接。声光报警电路3用于在主板1接收到的某一项气体泄漏值大于预设的范围时，发出声音或进行光的闪烁，以进行报警。

优选地，本实施例中的气体泄漏检测装置还包括电源电路12，该电源电路12与上述SF₆气体传感器4、氧气传感器5、温湿度传感器7、液晶显示屏11、无线数据通信模块10、通信地址设置电路2、声光报警电路3、ISP接口电路9和基准电压电路8均进行连接，用于给各部分进行供电。本实施例的电源电路12采用220V交流供电，经变压器输出9V交流电压，整流/滤波后通过LM7805稳压输出5V直流电压。

本实用新型实施例提供的气体泄漏检测装置，尤其是六氟化硫气体泄漏检测装置，既可以单独使用，又可以组网使用，还能同时检测环境中的氧气浓度、温度和湿度值，且组网使用时无需布线，可根据现场大小灵活设置数量，提高在线监控报警系统的可扩展性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种气体泄漏检测装置，其特征在于，所述装置包括主板、采集传感器和基准电压电路，其中，采集传感器和基准电压电路均与主板相连接，所述基准电压电路用于计算电路的电源电压，并计算采集传感器输出模拟信号的A/D转换值，所述采集传感器用于采集气体泄漏参数值，并将所述气体泄漏参数值发送给所述主板。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括信号调理电路，所述采集传感器还包括气体传感器、氧气传感器和温湿度传感器，所述气体传感器和温湿度传感器与所述主板相连接，所述氧气传感器通过所述信号调理装置与所述主板连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气体传感器具体为SF₆气体传感器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主板具体使用STC12C5A60S2芯片，所述STC12C5A60S2芯片设置有UART0串行接口和UART1串行接口。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述氧气传感器具体为KE-25氧气传感器或KE-50氧气传感器。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温湿度传感器具体为SHT10数字温湿度传感器。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述SF₆气体传感器具体为SC-B SF₆气体传感器。

8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括液晶显示屏，与主板进行通信连接，用于接收所述主板发送的SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值，并将所述SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值显示出来。

9.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括无线数据通信模块，与所述主板连接，组网使用时将SF₆气体浓度值、氧气浓度值、温度值和湿度值传输给上位PC机。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括通信地址设置电路、声光报警电路和ISP接口电路，所述通信地址设置电路、所述声光报警电路、所述ISP接口电路分别与所述主板连接。 

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