CN204203150U - 一种六氟化硫微水密度在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种六氟化硫微水密度在线监测装置，包括传感模块及后台处理模块，所述传感模块以及相应电路组装在密封气腔内，通过三通连接到六氟化硫气室，通过数据传输至后台处理模块进行监控；所述在线监测装置还包括集中监控模块，所述集中监控模块包括数据采样转换用的中央单片机和处理数据用的监控主机；所述传感模块分为若干传感单元，每个传感单元包括露点传感器、压力传感器、温度传感器及单元单片机。测量气室内六氟化硫气体的露点、压力、温度再经过单元单片机采样转换处理，将测量的数据通过总线送到集中监控模块，由监控主机进行判断处理并显示，与此同时由监控主机将数据传送到后台处理模块，由操作人员进行实时监控。
Description
技术领域
本实用新型属于电气技术领域，尤其涉及一种安装在六氟化硫电力设备场所的六氟化硫微水密度在线监测装置。
背景技术
六氟化硫气体具有稳定的理化性能、优良的绝缘性能及优异的灭弧性能，在高压电器设备中被广泛使用。然而六氟化硫电器设备在运行时，不可避免地会发生电器设备内六氟化硫气体向外泄漏而导致密度下降的现象。而在六氟化硫气体泄漏的同时，电器设备外部潮气也会渗透进电器设备内部，引起设备内六氟化硫气体中微水含量的增加。当六氟化硫气体中微水含量过高时，会使高压电器设备运行存在安全隐患。
传统的六氟化硫气体泄漏监测方式采用压力表或者密度继电器，它们均不能完全补偿温度对压力的影响，且准确度和可靠性不理想。六氟化硫气体微水含量监测的过程和设备也比较复杂，测量结果不能客观反映微水含量，且普遍采用离线检测。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种六氟化硫微水密度在线监测装置，实现六氟化硫微水含量和密度在线监测，保障电力设备的正常运行。
为此采用如下的技术方案：一种六氟化硫微水密度在线监测装置，包括传感模块及后台处理模块，所述传感模块以及相应电路组装在密封气腔内，通过三通连接到六氟化硫气室，通过数据传输至后台处理模块进行监控；其特征在于：所述在线监测装置还包括集中监控模块，所述集中监控模块包括数据采样转换用的中央单片机和处理数据用的监控主机，所述中央单片机通过总线连接到监控主机；所述传感模块分为若干传感单元，每个传感单元包括露点传感器、压力传感器、温度传感器及单元单片机，用于测量气室内六氟化硫气体的露点、压力、温度，并由单片机进行数据统计与处理；所述在线监测装置还包括报警模块，所述报警模块与监控主机相连，能够通过监控主机发出报警信号，所述报警模块包括声光报警器；所述后台处理模块包括显示数据的显示屏及操作用的键盘，后台处理模块通过以太网与集中监控模块进行数据连通。
进一步地，所述的露点传感器采用薄膜电容湿度传感器。
进一步地，所述温度传感器采用单片集成两端感温电流源的集成温度传感器。
进一步地，所述压力传感器采用扩散硅压力变送器，所述扩散硅压力变送器的测量范围为 0～1MPa。
进一步地，所述单元单片机及中央单片机均采用嵌入式集成单片机。
本实用新型的基本原理：露点、压力、温度传感器以及处理电路组装在密封气腔内，通过三通连接到六氟化硫气室，测量气室内六氟化硫气体的露点、压力、温度再经过单元单片机采样转换处理，将测量的数据通过CAN总线送到集中监控模块，由监控主机进行判断处理并显示，并通过信号给报警模块并做出相应声光报警，与此同时由监控主机通过以太网传将数据传送到局域网或远程访问的后台处理模块，由操作人员对现场状态进行实时监控。
所述露点传感器采用Vaisala公司的DMT143露点传感器进行露点测量，该传感器集成了高性能薄膜电容湿度传感器并具有自校准功能，且测量精度高，非常适合露点在线监测。
所述温度传感器采用集成温度传感器 AD590MH，美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，M档精度最高，非线性误差为±0.3℃，满足本实用新型的设计要求。
所述压力传感器的选择，考虑到被监测六氟化硫开关设备的绝对压力一般不超过 8 个大气压，故选择灵敏度高、耐腐蚀性好、体积小巧测量范围为 0～1MPa 的扩散硅压力变送器。
所述控制电路的单片机采用TI的嵌入32位的 Cortex™-M3控制器的LM3S9B90单片机。该单片机拥有丰富的片内资源有效地简化了设计的复杂性。集成了ADC模数转换器模块，CAN控制器，以及以太网接口等减少了外围器件。器运行速度可达80M，保证了采样和数据的快速处理。
由于采用单片机集成了以太网接口，本系统基于LWIP （Light Weight IP）协议与PC机通讯，通过设计WEB网页显示六氟化硫气体微水密度数据，并可绘制微水的实时曲线，记录历史数据即时发现、排除故障，并可通过Internet远程登录访问。
通过上述各个模块的优化选择，能够完成本实用新型的目的，良好地完成六氟化硫微水密度在线监测。
附图说明
图1为本实用系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的工作原理及实现方法进行具体说明。
参见附图。本实施例包括传感模块及后台处理模块，所述传感模块以及相应电路组装在密封气腔内，通过三通连接到六氟化硫气室，通过数据传输至后台处理模块进行监控；所述在线监测装置还包括集中监控模块，所述集中监控模块包括数据采样转换用的中央单片机和处理数据用的监控主机，所述中央单片机通过总线连接到监控主机；所述传感模块分为若干传感单元，每个传感单元包括露点传感器、压力传感器、温度传感器及单元单片机，用于测量气室内六氟化硫气体的露点、压力、温度，并由单片机进行数据统计与处理；所述的露点传感器采用薄膜电容湿度传感器；所述温度传感器采用单片集成两端感温电流源的集成温度传感器；所述压力传感器采用扩散硅压力变送器，所述扩散硅压力变送器的测量范围为 0～1MPa；所述在线监测装置还包括报警模块，所述报警模块与监控主机相连，能够通过监控主机发出报警信号，所述报警模块包括声光报警器；所述后台处理模块包括显示数据的显示屏及操作用的键盘，后台处理模块通过以太网与集中监控模块进行数据连通。所述单元单片机及中央单片机均采用嵌入式集成单片机。
所述露点传感器采用Vaisala公司的DMT143露点传感器进行露点测量，该传感器集成了高性能薄膜电容湿度传感器并具有自校准功能，且测量精度高，非常适合露点在线监测。
所述温度传感器采用集成温度传感器 AD590MH，美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，M档精度最高，非线性误差为±0.3℃，满足本实用新型的设计要求。
所述压力传感器的选择，考虑到被监测六氟化硫开关设备的绝对压力一般不超过 8 个大气压，故选择灵敏度高、耐腐蚀性好、体积小巧测量范围为 0～1MPa 的扩散硅压力变送器。
所述控制电路的单片机采用TI的嵌入32位的 Cortex™-M3控制器的LM3S9B90单片机。该单片机拥有丰富的片内资源有效地简化了设计的复杂性。集成了ADC模数转换器模块，CAN控制器，以及以太网接口等减少了外围器件。器运行速度可达80M，保证了采样和数据的快速处理。
由于采用单片机集成了以太网接口，本系统基于LWIP （Light Weight IP）协议与PC机通讯，通过设计WEB网页显示六氟化硫气体微水密度数据，并可绘制微水的实时曲线，记录历史数据即时发现、排除故障，并可通过Internet远程登录访问。
单片机通过CAN总线读取传感模块的数据，处理后通过后台处理模块显示，可实现报警阈值设置，当检测气体微水、密度值达到设定的报警值时，监控主机输出控制信号，控制声光报警器启动。同时可通过LWIP协议电路将数据传送至局域网或远程访问。
Claims (5)
1.一种六氟化硫微水密度在线监测装置，包括传感模块及后台处理模块，所述传感模块以及相应电路组装在密封气腔内，通过三通连接到六氟化硫气室，通过数据传输至后台处理模块进行监控；其特征在于：所述在线监测装置还包括集中监控模块，所述集中监控模块包括数据采样转换用的中央单片机和处理数据用的监控主机，所述中央单片机通过总线连接到监控主机；所述传感模块分为若干传感单元，每个传感单元包括露点传感器、压力传感器、温度传感器及单元单片机，用于测量气室内六氟化硫气体的露点、压力、温度，并由单片机进行数据统计与处理；所述在线监测装置还包括报警模块，所述报警模块与监控主机相连，能够通过监控主机发出报警信号，所述报警模块包括声光报警器；所述后台处理模块包括显示数据的显示屏及操作用的键盘，后台处理模块通过以太网与集中监控模块进行数据连通。
2.按照权利要求1所述的一种六氟化硫微水密度在线监测装置，其特征在于：所述的露点传感器采用薄膜电容湿度传感器。
3.按照权利要求1所述的一种六氟化硫微水密度在线监测装置，其特征在于：所述温度传感器采用单片集成两端感温电流源的集成温度传感器。
4.按照权利要求1所述的一种六氟化硫微水密度在线监测装置，其特征在于：所述压力传感器采用扩散硅压力变送器，所述扩散硅压力变送器的测量范围为 0～1MPa。
5.按照权利要求1所述的一种六氟化硫微水密度在线监测装置，其特征在于：所述单元单片机及中央单片机均采用嵌入式集成单片机。
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|---|---|---|---|---|
| CN109142139A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-04 | 江苏志能新能源科技有限公司 | 一种用于gis六氟化硫气体微水密度在线监测装置 |
| CN110687008A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-14 | 沈阳仪表科学研究院有限公司 | 微水传感器多工位真空老化装置 |
| CN110836835A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-25 | 国网福建省电力有限公司检修分公司 | 智能化sf6密度在线监测数据分析及信息反馈系统 |
| CN111351906A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-06-30 | 沈阳仪表科学研究院有限公司 | 微水传感器温度老化及补偿装置及其测试方法 |
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