CN109490472A - 具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***，包括控制单元、带减压阀的SF6标准气源、两位三通手动球阀、两位三通电动球阀、质量流量控制器和若干个内含两位三通电磁阀的气电一体转接模块；内含两位三通电磁阀的气电一体转接模块的常开输出口连接下一路气电一体转接模块、常闭输出口连接有气体探测器。本发明还公开了具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***的控制方法。本发明将若干个气体探测器串联起来进行自校准，为复杂工业现场安装的多路在线式气体探测器提供气源供应装置，并在严密合理的控制算法作用下，提供稳定可控的校准用标气，并依据稳定判据实现最终的在线式多路探测器校准工作，提高作业效率。
Description
技术领域
本发明属于电力***气体检测技术领域，具体涉及一种具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***及控制方法。
背景技术
六氟化硫（SF6）气体作为极其优越的绝缘、灭弧介质，被广泛应用于全世界电力行业中的高压断路器及变电设备中。但是在装有SF6设备的开关室，由于SF6气体泄漏及其分解物在室内沉积，且室内通风不良可能造成缺氧，威胁操作、检修人员的健康甚至生命。SF6气体泄漏在线监测***是监测开关室六氟化硫气体泄漏和氧含量的必要装置，可及时发现气体泄漏和缺氧情况，并将现场获得的SF6浓度和O2浓度信息通过485网络远传至监控中心主机，供操作人员分析。
SF6气体泄漏在线监测***在长时间运行过程中传感单元的灵敏度、示值误差等指标会出现衰减变化，需要对传感器进行定期校准操作。目前，现场安装的SF6气体泄漏探测器需要配备专门仪器到现场校准或将SF6变送器拆下来送至实验室进行校准。携带校准设备至现场校准，存在着（监测点多）工作量大、耗时长、校准可靠性低、成本高等缺点；而将变送器拆下来送去实验室校准，也存在着拆装麻烦和探头被拆下之后存在安全隐患的弊端。
而SF6气体探测器进行校准操作的关键是提供稳定可靠的气源，同时通过一定的控制算法及评定算法对仪表进行自动校准操作，因此具有稳定流量控制气路***及控制、传感器稳定评定方法是整个自校准操作的关键。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***及控制方法，该***及控制方法可对现场安装的SF6气体探测器提供标准气源，除了使用经过认证标准气体外，并结合严密的控制逻辑为自校准***提供稳定可靠的气源，使气体探测器完成自校准操作。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***，包括控制单元、带减压阀的SF6标准气源、两位三通手动球阀、两位三通电动球阀、质量流量控制器和若干个内含两位三通电磁阀的气电一体转接模块；
两位三通手动球阀的一个输入端口通过第一输入管路与带减压阀的SF6标准气源的出口连接，两位三通手动球阀的另一个输入端口连接有第二输入管路，第二输入管路的进气口为外置SF6标气进口；两位三通手动球阀的输出口通过标气管路与两位三通电动球阀的一个输入端口连接，两位三通电动球阀的另一个输入口连接有空气管路，空气管路的进气口为零点空气进口，空气管路上沿气流方向依次设置有气泵和过滤器；
两位三通电动球阀的出气口连接有标气输出管路，质量流量控制器和若干个两位三通电磁阀沿气流方向依次设置在标气输出管路上，每个内含两位三通电磁阀的气电一体转接模块的常开输出口连接下一路气电一体转接模块、常闭输出口连接有气体探测器；
控制单元通过控制线分别与两位三通电动球阀、质量流量控制器、气泵、若干个两位三通电磁阀和气体探测器连接，气体探测器控制相应的两位三通电磁阀。
第一输入管路上设置有压力传感器。
空气管路上在气泵和过滤器之间的位置连接有排空旁路，排空旁路上设有单向阀。
具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***的控制方法，包括以下两种控制模式，
第一种控制模式为零点校准模式：当控制单元接收到零点校准指令时，控制两位三通电动球阀切换到连通空气管路，零点空气由零点空气进口先经过空气管路，再进入质量流量控制器，按照控制单元设定的流量，向后级提供稳定流量气体，同时控制单元连续接收质量流量控制器反馈的实时流量信号，如果实时流量与设定流量偏差较大，控制单元会发出报警信息；然后控制单元给需要进行校准操作的气体探测器发送至指令，相应的气体探测器接收到指令后，控制相应连接的两位三通电磁阀，将输出切换至气体探测器自身气路，这样连通了标气输出管路到单个气体探测器的气路，标气输出管路提供的稳定流量的零点标气将输送至需要校准的气体探测器；通过控制单元和气体探测器的指令、数据交互，在控制单元对校准中的气体探测器发送的浓度数据通过控制单元程序判定，判定数据稳定后发送校准完成指令，气体探测器存储校准数据，回复发送校准完成标志，同时控制对应连接的两位三通电磁阀切换气路至下级气体探测器，其他气体探测器零点校准与此类似；
第二种控制模式为高点校准模式：当控制单元接收到SF6标气高点校准指令时，控制两位三通电动球阀切换至SF6标气管路，SF6标气进入质量流量控制器，SF6标气由带减压阀的SF6标准气源或者通过外置SF6标气瓶提供，按照预先设定流量向后级提供稳定流量的气体，如果实时流量与设定流量偏差较大，控制单元发出报警信息。然后控制单元给需要进行校准操作的气体探测器发送指令，相应的气体探测器接收到指令后，控制对应连接的两位三通电磁阀，将输出切换至气体探测器自身气路，这样建立了质量流量控制器到单个气体探测器的气路，这样标气输出管路输出的稳定流量SF6高点标气被输送至需要校准的气体探测器，通过控制单元和气体探测器的指令、数据交互，在控制单元对校准中的气体探测器发送的数据通过控制单元程序判定，认为数据稳定后下达校准完成指令，气体探测器存储校准数据，发送校准完成标志，同时控制对应的两位三通电磁阀切换气路至下级气体探测器，其他气体探测器的SF6标气高点校准与此类似，全部探测器依次校准完毕后通过控制两位三通电动球阀，使标气输出管路接入外部清洁空气，依次控制各个气体探测器对应连接的两位三通电磁阀逐个进行吹扫，所有气体探测器吹扫完毕后结束校准操作。
第一种控制模式中的外界空气经过空气管路的具体过程为：外界空气经过仪表外侧带有防尘罩的输入管路进入气泵输入口，通过排空旁路上的单向阀直接排空，调整作为零点标气的空气压力，调压后的空气经过过滤器除水除污后进入两位三通电动球阀。
采用上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
压力传感器用于监测带减压阀的SF6标准气源经过减压后的标气压力值。
本发明将若干个气体探测器串联起来进行自校准，为复杂工业现场安装的多路在线式气体探测器提供气源供应装置，并在严密合理的控制算法作用下，提供稳定可控的校准用标气，并依据稳定判据实现最终的在线式多路探测器校准工作，提高作业效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的控制原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***，包括控制单元19、带减压阀的SF6标准气源1、两位三通手动球阀2、两位三通电动球阀3、质量流量控制器4和若干个两位三通电磁阀5；
两位三通手动球阀2的一个输入端口通过第一输入管路6与带减压阀的SF6标准气源1的出口连接，两位三通手动球阀2的另一个输入端口连接有第二输入管路7，第二输入管路7的进气口为外置SF6标气进口8；两位三通手动球阀2的输出口通过标气管路9与两位三通电动球阀3的一个输入端口连接，两位三通电动球阀3的另一个输入口连接有空气管路10，空气管路10的进气口为零点空气进口11，空气管路10上沿气流方向依次设置有气泵12和过滤器13；
两位三通电动球阀3的出气口连接有标气输出管路14，质量流量控制器4和若干个两位三通电磁阀5沿气流方向依次设置在标气输出管路14上，每个内含两位三通电磁阀5的气电一体转接模块的常开输出口连接下一路气电一体转接模块、常闭输出口连接有气体探测器15；
控制单元19通过控制线分别与两位三通电动球阀3、质量流量控制器4、气泵12、若干个两位三通电磁阀5和气体探测器15连接。
第一输入管路6上设置有压力传感器16。
空气管路10上在气泵12和过滤器13之间的位置连接有排空旁路17，排空旁路17上设有单向阀18。
稳定控制多路气体探测器15在线自校准气路***的控制方法，包括以下两种控制模式，
第一种控制模式为零点校准模式：当控制单元19接收到零点校准指令时，控制两位三通电动球阀3切换到空气管路10，零点空气由零点空气进口11先经过空气管路10，再进入质量流量控制器4，按照控制单元19设定的流量，向后级输出稳定流量气体，同时控制单元19连续接收质量流量控制器4反馈的实时流量信号，如果实时流量与设定流量偏差较大，控制单元19会发出报警信息；然后控制单元19给需要进行校准操作的气体探测器15发送指令，相应的气体探测器15接收到指令后，控制相应连接的两位三通电磁阀5，将输出切换至气体探测器15自身气路，这样建立了标气输出管路14到单个气体探测器15的气路，这样标气输出管路14将稳定流量的零点标气输送至需要校准的气体探测器15，通过控制单元19和气体探测器15的指令、数据交互，在控制单元19对校准中的气体探测器15发送的校准数据通过控制单元19程序判定，认为数据稳定后下达校准完成指令，气体探测器15存储校准数据，回复校准完成标志，同时控制相应连接的两位三通电磁阀5切换气路至下级气体探测器15，其他气体探测器15零点校准与此类似；
第二种控制模式为高点校准模式：当控制单元19接收到SF6标气高点校准指令时，控制两位三通电动球阀3切换至SF6标气管路9，SF6标气进入质量流量控制器4，SF6标气由带减压阀的SF6标准气源1提供或者通过外置标气进口8外接SF6标气瓶，按照预先设定流量向后级提供稳定流量的气体，如果实时流量与设定流量偏差较大，控制单元19发出报警信息。然后控制单元19给需要进行校准操作的气体探测器15发送至指令，相应的气体探测器15接收到指令后，控制相应连接的两位三通电磁阀5，将输出切换至气体探测器15自身气路，这样建立了标气输出管路14到单个气体探测器15的气路连接，这样标气输出管路14提供的稳定流量的SF6高点标气被输送至需要校准的气体探测器15，通过控制单元19和气体探测器15的指令、数据交互，在控制单元19对校准中的气体探测器15发送的校准数据通过控制单元19程序判定，判定数据稳定后发送校准完成指令，气体探测器15存储校准数据，回复校准完成标志，同时控制自备两位三通电磁阀5切换气路至下级气体探测器15，其他气体探测器15的SF6标气高点校准与此类似，全部探测器依次校准完毕后通过控制两位三通电动球阀3，使标气输出管路14接入外部清洁空气，依次控制各个气体探测器15对应连接的两位三通电磁阀5逐个进行吹扫，所有气体探测器15吹扫完毕后结束校准操作。
第一种控制模式中的外界空气经过空气管路10的具体过程为：外界空气经过仪表外侧带有防尘罩的输入管路进入气泵12输入口，通过减压排空旁路17上的单向阀18直接排空，调整作为零点标气的空气压力，调压后的空气经过过滤器13除水除污后进入两位三通电动球阀3。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***，其特征在于：包括控制单元、带减压阀的SF6标准气源、两位三通手动球阀、两位三通电动球阀、质量流量控制器和若干个内含两位三通电磁阀的气电一体转接模块；
两位三通手动球阀的一个输入端口通过第一输入管路与带减压阀的SF6标准气源的出口连接，两位三通手动球阀的另一个输入端口连接有第二输入管路，第二输入管路的进气口为外置SF6标气进口；两位三通手动球阀的输出口通过标气管路与两位三通电动球阀的一个输入端口连接，两位三通电动球阀的另一个输入口连接有空气管路，空气管路的进气口为零点空气进口，空气管路上沿气流方向依次设置有气泵和过滤器；
两位三通电动球阀的出气口连接有标气输出管路，质量流量控制器和若干个两位三通电磁阀沿气流方向依次设置在标气输出管路上，每个内含两位三通电磁阀的气电一体转接模块的常开输出口连接下一路气电一体转接模块、常闭输出口连接有气体探测器；
控制单元通过控制线分别与两位三通电动球阀、质量流量控制器、气泵、若干个两位三通电磁阀和气体探测器连接，气体探测器控制相应的两位三通电磁阀。
2.根据权利要求1所述的具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***，其特征在于：第一输入管路上设置有压力传感器。
3.根据权利要求2所述的具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***，其特征在于：空气管路上在气泵和过滤器之间的位置连接有排空旁路，排空旁路上设有单向阀。
4.如权利要求3所述的具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***的控制方法，其特征在于：包括以下两种控制模式，
第一种控制模式为零点校准模式：当控制单元接收到零点校准指令时，控制两位三通电动球阀切换到连通空气管路，零点空气由零点空气进口先经过空气管路，再进入质量流量控制器，按照控制单元设定的流量，向后级提供稳定流量气体，同时控制单元连续接收质量流量控制器反馈的实时流量信号，如果实时流量与设定流量偏差较大，控制单元会发出报警信息；然后控制单元给需要进行校准操作的气体探测器发送至指令，相应的气体探测器接收到指令后，控制相应连接的两位三通电磁阀，将输出切换至气体探测器自身气路，这样连通了标气输出管路到单个气体探测器的气路，标气输出管路提供的稳定流量的零点标气将输送至需要校准的气体探测器；通过控制单元和气体探测器的指令、数据交互，在控制单元对校准中的气体探测器发送的浓度数据通过控制单元程序判定，判定数据稳定后发送校准完成指令，气体探测器存储校准数据，回复发送校准完成标志，同时控制对应连接的两位三通电磁阀切换气路至下级气体探测器，其他气体探测器零点校准与此类似；
第二种控制模式为高点校准模式：当控制单元接收到SF6标气高点校准指令时，控制两位三通电动球阀切换至SF6标气管路，SF6标气进入质量流量控制器，SF6标气由带减压阀的SF6标准气源或者通过外置SF6标气瓶提供，按照预先设定流量向后级提供稳定流量的气体，如果实时流量与设定流量偏差较大，控制单元发出报警信息；
然后控制单元给需要进行校准操作的气体探测器发送指令，相应的气体探测器接收到指令后，控制对应连接的两位三通电磁阀，将输出切换至气体探测器自身气路，这样建立了质量流量控制器到单个气体探测器的气路，这样标气输出管路输出的稳定流量SF6高点标气被输送至需要校准的气体探测器，通过控制单元和气体探测器的指令、数据交互，在控制单元对校准中的气体探测器发送的数据通过控制单元程序判定，认为数据稳定后下达校准完成指令，气体探测器存储校准数据，发送校准完成标志，同时控制对应的两位三通电磁阀切换气路至下级气体探测器，其他气体探测器的SF6标气高点校准与此类似，全部探测器依次校准完毕后通过控制两位三通电动球阀，使标气输出管路接入外部清洁空气，依次控制各个气体探测器对应连接的两位三通电磁阀逐个进行吹扫，所有气体探测器吹扫完毕后结束校准操作。
5.根据权利要求4所述的具有稳定流量控制的在线自校准气体监测***的控制方法，其特征在于：第一种控制模式中的外界空气经过空气管路的具体过程为：外界空气经过仪表外侧带有防尘罩的输入管路进入气泵输入口，通过排空旁路上的单向阀直接排空，调整作为零点标气的空气压力，调压后的空气经过过滤器除水除污后进入两位三通电动球阀。
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