本發(fā)明屬于自動檢測技術(shù)領域，尤其設計一種變電站GIS設備SF6氣體檢漏機器人。

背景技術(shù)：

SF6氣體已有百年歷史，它是法國兩位化學家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體，1940年前后，美國軍方將其用于曼哈頓計劃（核軍事）。1947年提供商用。當前SF6氣體主要用于電力工業(yè)中。SF6氣體用于 4 種類型的電氣設備作為絕緣和/或滅??；SF6斷路器及GIS（在這里指六氟化硫封閉式組合電器，國際上稱為“氣體絕緣開關(guān)設備”（Gas Insulated Switchgear)、SF6負荷開關(guān)設備，SF6絕緣輸電管線，SF6變壓器及SF6絕緣變電站，80%用于高中壓電力設備。其中GIS設備在使用中可能出現(xiàn)破損、縫隙、密封失敗等故障，造成SF6泄露，會對設備造成很大的安全隱患，甚至會影響到人身安全；另外，現(xiàn)場常用的檢測SF6漏氣只能是在停電狀態(tài)下進行，在運行狀態(tài)下，因為設備帶電而無法進行檢測帶電部位，這樣往往會使設備故障隱患遲遲無法發(fā)現(xiàn)，直接影響電力系統(tǒng)的安全、可靠運行。

中國專利公告號CN101451901B公開一種紅外線六氟化硫檢漏攝像儀，屬于氣體泄漏檢測儀器技術(shù)領域，所述紅外線六氟化硫檢漏攝像儀包括電氣連接的 VT 紅外線輻射發(fā)生器、光譜鑒別選擇器和紅外攝像機；所述VT 紅外線輻射發(fā)生器能產(chǎn)生對應六氟化硫分子典型吸收波長的紅外線，用來作為檢測六氟化硫氣體的輻照源。該結(jié)構(gòu)在使用時首先需要工作人員攜帶進入泄露現(xiàn)場進行監(jiān)測檢測，影響人身安全，而且在其屏幕設置在攝像儀上，需要通過電視監(jiān)視器觀察屏幕的圖像，存在圖像失真或者SF6液化后造成圖像不清楚的問題。

中國專利公開號CN105716810A公開一種變電站GIS設備SF6泄漏檢測系統(tǒng)，包括傅里葉紅外光譜儀、掃描云臺以及可編程控制的機器人小車，所述掃描云臺設置在所述機器人小車上，可相對于所述小車進行水平和俯仰旋轉(zhuǎn)，所述光譜儀固定在所述掃描云臺上，在所述掃描云臺的帶動下可相對于所述小車進行水平和俯仰旋轉(zhuǎn)，所述機器人小車按照規(guī)劃的巡檢路線進行運動，并配合所述紅外光譜儀對整個變電站不同高度和檢測距離的GIS設備進行自動的SF6泄漏在線檢測，當發(fā)現(xiàn)有SF6泄漏時，發(fā)送報警信息。該裝置的不足之處在于：由于檢測現(xiàn)場地形復雜、設備錯綜復雜，該結(jié)構(gòu)在行駛過程中需要預設軌道，有效增加投入成本，在遇到地面不平的情況時，小車存在被卡的現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種變電站GIS設備SF6氣體檢漏機器人，通過行走裝置上安裝超聲波檢測模塊和紅外檢測模塊，不進可以及時發(fā)現(xiàn)SF6氣體是否泄漏的問題，而且對泄露后SF6的濃度進行檢測，最大程度保障人身及設備的安全問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

變電站GIS設備SF6氣體檢漏機器人，包括遠程控制裝置、行走裝置和設置在行走裝置上的氣體定向檢漏裝置，所述遠程控制裝置包括依次電連接的信號接收模塊、第一控制模塊和信號處理模塊，所述氣體定向檢漏裝置包括紅外檢測模塊、超聲波檢測模塊、第二控制模塊和信號發(fā)送模塊，所述紅外檢測模塊包括紅外發(fā)送模塊、紅外反射板和紅外接收處理模塊，所述超聲波檢測模塊包括超聲波發(fā)送模塊和超聲波接收處理模塊，所述紅外接收處理模塊和超聲波接收處理模塊的輸出端分別與所述第二控制模塊的輸入端電連接，所述第二控制模塊的輸出端與所述信號發(fā)送模塊的輸入端電連接，所述信號發(fā)送模塊與所述信號接收模塊之間通過通信模塊進行通信。

進一步的，所述第一控制模塊的輸出端還電連接有報警模塊，所述第二控制模塊輸出端還電連接排風模塊。

進一步的，所述通信模塊為RS485通信總線或ZigBee通信模塊。

進一步的，所述行走裝置包括支架、位于支架下端的行走輪、行走輪驅(qū)動電機、行走輪轉(zhuǎn)向裝置、轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機、第三控制模塊和位于支架四周的距離感應模塊，所述多個距離感應模塊和遠程控制裝置的第一控制模塊的輸出端均與第三控制模塊的輸入端電連接，所述第三控制模塊的輸出端分別與行走輪驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機相連接，轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機控制行走輪轉(zhuǎn)向裝置工作實現(xiàn)調(diào)節(jié)行走輪的轉(zhuǎn)向。

進一步的，所述紅外接收處理模塊與第二控制模塊之間設置第一信號調(diào)理模塊，所述第一信號調(diào)理模塊包括依次電連接的第一A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一放大模塊；所述超聲波接收處理模塊與第二控制模塊之間設置第二信號調(diào)理模塊，所述第二信號調(diào)理模塊包括依次電連接的第二A/D轉(zhuǎn)換模塊和第二放大模塊。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明在使用時：首先采用紅外吸收原理測定空氣氣體成分是否存在SF6泄露的問題，其中，紅外檢測模塊包括紅外發(fā)送模塊、紅外反射板和紅外接收處理模塊，紅外發(fā)送模塊發(fā)出的紅外線通過紅外反射板返回并通過紅外接收處理模塊進行接收分析處理是否有SF6氣體泄露，紅外檢測技術(shù)具有性能穩(wěn)定、不易受環(huán)境因素影響的特點，壽命較長；當紅外監(jiān)測模塊檢測到SF6泄露的問題后，采用超聲波的傳播原理，反推出SF6氣體含量，實現(xiàn)定量測量SF6泄漏氣體的濃度，便于現(xiàn)場管理人員根據(jù)該濃度選擇下一步方案，其中，超聲波檢測模塊包括超聲波發(fā)送模塊和超聲波接收處理模塊；本結(jié)構(gòu)設計根據(jù)SF6氣體的本身特性（無色無味難以肉眼觀察），先采用紅外與后采用超聲波兩種檢測方案相結(jié)合，一方面可以實現(xiàn)對SF6泄露的現(xiàn)象和濃度進行檢測，同時也可以預防單一使用紅外檢測造成誤判的現(xiàn)象發(fā)生；

另外，紅外接收處理模塊和超聲波接收處理模塊將信號傳送給第二控制模塊，第二控制模塊通過信號發(fā)送模塊和信號接收模塊傳送給遠程控制裝置內(nèi)的第一控制模塊，最終經(jīng)過信號處理模塊根據(jù)現(xiàn)場實時信息進一步分析處理供現(xiàn)場管理人員參考，有效解決現(xiàn)有技術(shù)一中的圖像不清楚的問題，增加檢測結(jié)果的直觀性；

此外，遠程控制裝置不僅可以接收氣體定向檢漏裝置傳送的現(xiàn)場實時信息，而且控制行走裝置的前行與后退，實現(xiàn)遠程自動控制，避免現(xiàn)場管理人員直接接觸SF6氣體，從而增加現(xiàn)場管理人員的安全性。

2.第一控制模塊的輸出端還電連接有報警模塊，第二控制模塊輸出端還電連接排風模塊，本結(jié)構(gòu)設計在使用時，行走裝置放入GIS設備使用環(huán)境中，并開啟氣體定向檢漏裝置工作，當紅外檢測模塊或超聲波檢測模塊檢測到SF6泄露時，第一控制模塊控制報警模塊工作，提示現(xiàn)場管理人員進行進一步處理，同時第二控制模塊控制GIS設備周圍的排風模塊工作對SF6進行有效引流，防止發(fā)生大面積SF6漏氣的問題發(fā)生。

3.通信模塊為RS485通信總線或ZigBee通信模塊，本結(jié)構(gòu)設計中，特別是信號發(fā)送模塊和信號接收模塊通過ZigBee無線通信模塊進行通信時，可以通過一個遠程控制裝置與多個行走裝置進行搭配使用，實現(xiàn)對多個GIS設備的工作狀態(tài)進行同時監(jiān)控，有效提高本發(fā)明的功能特性，適合中大型輸變電站使用。

4.行走裝置包括支架、位于支架下端的行走輪、行走輪驅(qū)動電機、行走輪轉(zhuǎn)向裝置、轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機、第三控制模塊和位于支架四周的距離感應模塊，多個距離感應模塊和遠程控制裝置的第一控制模塊的輸出端均與第三控制模塊的輸入端電連接，第三控制模塊的輸出端分別與行走輪驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機相連接，轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機控制行走輪轉(zhuǎn)向裝置工作實現(xiàn)調(diào)節(jié)行走輪的轉(zhuǎn)向；本結(jié)構(gòu)使用原理如下：根據(jù)遠程控制模塊中的第一控制模塊發(fā)送的指令傳送給第三控制模塊，第三控制模塊控制行走輪驅(qū)動電機工作，行走輪工作，同時距離感應模塊對行知裝置周圍的障礙物進行檢測并將檢測信號傳送給第三控制模塊，第三控制模塊控制轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機使行走輪轉(zhuǎn)軸裝置對前進或后退的方向進行調(diào)整，直至達到檢測目的檢測位置。相對現(xiàn)有技術(shù)二，本結(jié)構(gòu)設計通過設置自動控制原理和傳感原理相結(jié)合，實現(xiàn)對行走裝置的自動控制，行走裝置可以自行前進或倒退，不用額外架設行進軌道，使本發(fā)明適用于不同的GIS設備現(xiàn)場環(huán)境，同時防止氣體定向檢漏裝置撞傷的問題發(fā)生。

需指出的是：行走裝置和氣體定向檢漏裝置單獨工作，例如當行走裝置出現(xiàn)故障時，不干涉氣體定向檢漏裝置的正常工作，具有良好的架構(gòu)設計、穩(wěn)定性和擴展性。

5．紅外接收處理模塊與第二控制模塊之間設置第一信號調(diào)理模塊，第一信號調(diào)理模塊包括依次電連接的第一A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一放大模塊；超聲波接收處理模塊與第二控制模塊之間設置第二信號調(diào)理模塊，第二信號調(diào)理模塊包括依次電連接的第二A/D轉(zhuǎn)換模塊和第二放大模塊；本結(jié)構(gòu)設計通過增加信號調(diào)理模塊，增加紅外接收處理模塊和超聲波接收處理模塊傳送信號的強度，提高本發(fā)明的檢測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

綜上，本發(fā)明可以大大減少輸變電站GIS設備由于SF6氣體泄漏引起的設備故障、經(jīng)濟損失，具有維護供電穩(wěn)定、降低變電站維修工作人力物力的優(yōu)點，提高電網(wǎng)運行可靠性和安全運行能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一原理框圖；

圖3為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例二原理框圖；

圖5為本發(fā)明實施例三行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例三原理框圖；

圖7為本發(fā)明實施例四行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標號： 1-第二控制模塊，2-信號發(fā)送模塊，3-紅外發(fā)送模塊，4-紅外反射板，5-紅外接收處理模塊，6-超聲波發(fā)送模塊，7-超聲波接收處理模塊，8-信號接收模塊，9-第一控制模塊，10-信號處理模塊，11-通信模塊，12-第一A/D轉(zhuǎn)換模塊，13-第一放大模塊，14-第二A/D轉(zhuǎn)換模塊，15-第二放大模塊，16-支架，17-行走輪，18-行走輪驅(qū)動電機，19-行走輪轉(zhuǎn)向裝置，20-轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機，21-第三控制模塊，22-距離感應模塊，23-報警模塊，24-攝像模塊，25-主動輪，26-從動輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例一

如圖1至圖4所示，本發(fā)明，包括遠程控制裝置、行走裝置和設置在行走裝置上的氣體定向檢漏裝置，遠程控制裝置包括依次電連接的信號接收模塊8、第一控制模塊9和信號處理模塊10；

氣體定向檢漏裝置包括紅外檢測模塊、超聲波檢測模塊、第二控制模塊1和信號發(fā)送模塊2，紅外檢測模塊包括紅外發(fā)送模塊3、紅外反射板4和紅外接收處理模塊5，超聲波檢測模塊包括超聲波發(fā)送模塊6和超聲波接收處理模塊7，紅外接收處理模塊5和超聲波接收處理模塊7的輸出端分別與第二控制模塊1的輸入端電連接，第二控制模塊1的輸出端與信號發(fā)送模塊2的輸出端電連接，信號發(fā)送模塊2與信號接收模塊8之間通過通信模塊11進行通信，通信模塊11為RS485通信總線；紅外接收處理模塊5與第二控制模塊1之間設置第一信號調(diào)理模塊，第一信號調(diào)理模塊包括依次電連接的第一A/D轉(zhuǎn)換模塊12和第一放大模塊13；超聲波接收處理模塊7與第二控制模塊1之間設置第二信號調(diào)理模塊，第二信號調(diào)理模塊包括依次電連接的第二A/D轉(zhuǎn)換模塊14和第二放大模塊15；

行走裝置包括支架16、位于支架16下端的行走輪17、行走輪驅(qū)動電機18、行走輪轉(zhuǎn)向裝置19、轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機20、第三控制模塊21和位于支架16四周的距離感應模塊22，多個距離感應模塊22和遠程控制裝置的第一控制模塊9的輸出端均與第三控制模塊21的輸入端電連接，第三控制模塊21的輸出端分別與行走輪驅(qū)動電機18和轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機20相連接，轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機20控制行走輪轉(zhuǎn)向裝置18工作實現(xiàn)調(diào)節(jié)行走輪17的轉(zhuǎn)向。

實施例二

本實施例與實施一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是：行走裝置長期放置在GIS設備現(xiàn)場使用，信號發(fā)送模塊2與信號接收模塊8之間通過通信模塊11進行通信，通信模塊11為ZigBee通信模塊，紅外檢測模塊、超聲波檢測模塊采用間歇式工作，提高傳感器的工作穩(wěn)定性和使用壽命，第一控制模塊9的輸出端還電連接有報警模塊23，報警模塊23采用聲光報警器，第二控制模塊1輸出端還電連接GIS設備現(xiàn)場的排風機（圖未示）。

實施例三

本實施例與實施一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是：支架16上設置攝像模塊24，攝像模塊24的輸入端與第三控制模塊21相連接，攝像模塊24將現(xiàn)場實拍視頻信號發(fā)送給第三控制模塊21，第三控制模塊21將視頻信號發(fā)送給第一控制模塊9，并通過信號處理模塊10展示給現(xiàn)場管理人員，本結(jié)構(gòu)設計有利于觀察現(xiàn)場漏氣實景，特別是對于漏氣位置的判斷提供依據(jù)。

實施例四

本實施例與實施一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是：行走輪17包括位于后側(cè)的主動輪25和前側(cè)的從動輪26，行走輪驅(qū)動電機18、行走輪轉(zhuǎn)向裝置19均作用在主動輪25上，從動輪26為三星輪；本結(jié)構(gòu)設計在使用時，對于有臺階裝的障礙物從動輪26可以實現(xiàn)跨越效果，有效提高本發(fā)明的障礙通行率。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。