CN2651750Y - 低浓度sf6气体实时检测仪 - Google Patents
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Abstract
一种低浓度SF6气体实时检测仪，包括壳体和具有控制电路的主控板，主控板上的控制电路由电源变换器(9)、定性检测电路(1)、定量检测电路(2)、A/D转换器(3)、单片机(4)、显示单元(7)和通信接口(8)组成，定性检测电路(1)由卤素传感器G1、电阻R0及它们的周边电路组成，定量检测电路(2)由变压器T、振荡器(10)、放电电极J1、电阻R1、电阻R2、电容C1和由二极管D与电容C2组成的整流滤波电路组成，整流滤波电路将负高压加到放电电极J1上。本实用新型既可以实时地检测环境中SF6气体浓度是否超标，又可以减少放电电极放电的次数和时间，大大延长了其使用寿命，为SF6气体泄漏超标报警提供了有效的手段，并可实现远程实时在线检测，极大地维护了运行维修人员的身体健康和生命安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于检测微量SF6(六氟化硫)气体浓度的低浓度SF6气体实时检测仪，属于环境保护中的气体检测领域，特别适合电力部门使用。
背景技术
SF6气体主要在电力部门使用，在高压电气设备中作绝缘和灭弧介质。近年来，高压电气设备多装于室内，经拉弧和放电的SF6气体会产生其它微量有害气体，设备在长期使用中必然会由微量SF6气体的泄漏。根据SF6气体的某些特点，目前主要有三种测量方法，一是利用SF6气体对某些波段的红外线强的吸收能力，制成红外热像仪；二是利用声波在SF6气体中传播速度较在空气中慢的特性，制成超声波检测仪；三是利用SF6气体对电子的强烈吸收作用制成的负离子检漏仪。事实上，只有负离子检漏仪能检测到数百PPM浓度的SF6气体，即适合检测低浓度的SF6气体，但是这种负离子检漏仪的使用寿命只有数百小时，寿命比较短，需要频繁校准或更换捡漏仪，十分麻烦。而如果要延长其使用寿命，则必须间隔一段时间测量一次，这样又导致了测量的实时性较差。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种精确度高、实时性好、使用寿命长的低浓度SF6气体实时检测仪。
实现上述目的的技术方案是：一种低浓度SF6气体实时检测仪，包括壳体和具有控制电路的主控板，主控板上的控制电路由电源变换器、定性检测电路、定量检测电路、A/D转换器、单片机、显示单元和通信接口组成，定性检测电路和定量检测电路均通过导线与A/D转换器的输入端电连接，A/D转换器的输出端与单片机的输入端电连接，定量检测电路还通过导线与单片机电连接，显示单元和通信接口分别通过导线与单片机电连接，定性检测电路由卤素传感器G1、电阻R0及它们的周边电路组成，卤素传感器G1的信号电极1接电源，并在卤素传感器G1的加热电极2、5之间加有恒定电压，电阻R0的正极与卤素传感器的信号电极4连接，该信号电极4输出的电压输入到A/D转换器的3脚；定量检测电路由变压器T、振荡器、放电电极J1、电阻R1、电阻R2、电容C1和由二极管D与电容C2组成的整流滤波电路组成，整流滤波电路将负高压加到放电电极上，电阻R2上的电压为取样电压，该电压输入到A/D转换器的4脚。
采用上述技术方案后，定性检测电路由卤素传感器G1、电阻R0及它们的周边电路组成，卤素传感器G1的信号电极1接电源，并在卤素传感器G1的加热电极2、5之间加有恒定电压，电阻R0的正极与卤素传感器的信号电极4连接，信号电极4输出的电压输入到A/D转换器的3脚，卤素传感器由SnO2半导体材料制成，加热电极2、5之间的电压使SnO2半导体保持在某一温度，SnO2半导体的电阻阻值随环境中卤素浓度的变化而变化，信号电极4的输出电压就能反映环境的状态。而定量检测电路由变压器T、振荡器、放电电极J1、电阻R1、电阻R2、电容C1和由二极管D与电容C2组成的整流滤波电路组成，整流滤波电路将负高压加到放电电极上，电阻R2上的电压为取样电压，该电压输入到A/D转换器的4脚。利用SF6气体对电子的强烈吸附作用，在恒定电压和电极位置固定的前提下，放电电极的放电电压和该电极附近的SF6气体浓度呈一定关系，用标准浓度SF6气体就可以精确标定这一信号电压。定性检测电路和定量检测电路在单片机监控软件的协调下工作，定性检测电路能测出环境行中SF6气体浓度的波动，但不能定量检测SF6气体浓度的绝对值，当这种波动有一定大小时，启动定量检测电路进行定量精测，这样，定性检测电路长时间来连续工作，定量检测电路在环境中SF6气体浓度由较大波动时才工作，其目的是尽量缩短电极的放电时间以延长使用寿命，又尽量缩短检测的反应时间，作到真正的实时检测。
附图说明
图1为本实用新型低浓度SF6气体实时检测仪的电路框图；
图2为本实用新型的定性检测电路的电路原理图；
图3为本实用新型的定量检测电路的电路原理图；
图4为本实用新型低浓度SF6气体实时检测仪的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1～4所示，一种低浓度SF6气体实时检测仪，包括壳体和具有控制电路的主控板，主控板上的控制电路由电源变换器9、定性检测电路1、定量检测电路2、A/D转换器3、单片机4、显示单元7和通信接口8组成，定性检测电路1和定量检测电路2均通过导线与A/D转换器3的输入端电连接，A/D转换器3的输出端与单片机4的输入端电连接，定量检测电路2还通过导线与单片机4电连接，显示单元7和通信接口8分别通过导线与单片机4电连接，定性检测电路1由卤素传感器G1、电阻R0及它们的周边电路组成，卤素传感器G1的信号电极1接电源，并在卤素传感器G1的加热电极2、5之间加有恒定电压VT，电阻R0的正极与卤素传感器G1的信号电极4连接，该信号电极4输出的电压输入到A/D转换器3的3脚；定量检测电路2由变压器T、振荡器10、放电电极J1、电阻R1、电阻R2、电容C1和由二极管D与电容C2组成的整流滤波电路组成，整流滤波电路将负高压加到放电电极J1上，电阻R2上的电压为取样电压，该电压输入到A/D转换器3的4脚。A/D转换器的型号为TLC0834，单片机的型号为89S52，通信接口8的型号为RS485。
如图1、4所示，单片机4还通过导线与一地址编码器6连接。该地址编码器6由4位拨码开关SW1组成，它可以设置16种不同的地址，供总线多个传感器识别。
如图1、4所示，单片机4还通过导线与一电源检测电路5连接。该电源检测电路5由集成块U2及其周边电路组成，U2的型号为X25045，采用电源检测电路5可以提高本实用新型的抗干扰能力，提高运行的可靠性。
如图1～4所示，本实用新型的工作原理如下：在卤素传感器G1的加热电极2、5之间加恒定电压VT，使卤素传感器G1内部的半导体基板维持在一个恒定的温度，卤素传感器G1的信号电极1、4之间的阻抗会随环境中SF6气体的浓度而变化，这种变化反映在图2所示的A点的电压上，A点电压输入A/D转换器的3脚，A/D转换器的输出端通过SPI总线与单片机4的P1口连接，单片机4可以周期性的读取A点的电压值，当A点电压波动超过一定范围时，单片机4通过控制信号C(参见图3)控制振荡器10产生高频振荡，通过变压器T和整流滤波电路将负高压加到放电电极J1，R2上的电压即B点电压为放电电流的取样电压，B点电压输入到A/D转换器的4脚，A/D转换器的输出端通过SPI总线与单片机4的P1口连接，单片机4读取B点电压并与标定值比较，得出环境状态，如果SF6气体浓度超标，超标报警指示灯D1点亮(参见图4)，定性检测时点亮指示灯D2，定量检测时点亮指示灯D3。环境中的SF6气体浓度状态通过RS485接口电路中的集成块U5传送给监控主机，实现远程控制。
综上所述，本实用新型即可以实时检测环境中SF6气体浓度是否超标，又可以减少放电电极放电的次数和时间，大大延长了低浓度SF6气体浓度实时检测仪的使用寿命，为SF6气体泄漏超标报警提供了有效的手段。如果组成实时在线检测***，可以实现对SF6气体设备室环境的远程实时在线检测，极大地维护了运行维修人员的身体健康和生命安全。
Claims (3)
1、一种低浓度SF6气体实时检测仪，包括壳体和具有控制电路的主控板，主控板上的控制电路由电源变换器(9)、定性检测电路(1)、定量检测电路(2)、A/D转换器(3)、单片机(4)、显示单元(7)和通信接口(8)组成，定性检测电路(1)和定量检测电路(2)均通过导线与A/D转换器(3)的输入端电连接，A/D转换器(3)的输出端与单片机(4)的输入端电连接，定量检测电路(2)还通过导线与单片机(4)电连接，显示单元(7)和通信接口(8)分别通过导线与单片机(4)电连接，其特征在于：
a、定性检测电路(1)由卤素传感器G1、电阻R0及它们的周边电路组成，卤素传感器G1的信号电极1接电源，并在卤素传感器G1的加热电极2、5之间加有恒定电压，电阻R0的正极与卤素传感器G1的信号电极4连接，该信号电极4输出的电压输入到A/D转换器(3)的3脚；
b、定量检测电路(2)由变压器T、振荡器(10)、放电电极J1、电阻R1、电阻R2、电容C1和由二极管D与电容C2组成的整流滤波电路组成，整流滤波电路将负高压加到放电电极J1上，电阻R2上的电压为取样电压，该电压输入到A/D转换器(3)的4脚。
2、根据权利要求1所述的低浓度SF6气体实时检测仪，其特征在于：单片机(4)还通过导线与一地址编码器(6)连接。
3、根据权利要求1或2所述的低浓度SF6气体实时检测仪，其特征在于：单片机(4)还通过导线与一电源检测电路(5)连接。
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