專利名稱：智能型氣體密度監(jiān)測(cè)控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能夠在等容條件下測(cè)控與氣體密度相對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)壓力值(20℃時(shí)的氣體壓力值)的智能型氣體密度監(jiān)測(cè)控制儀，主要用于電網(wǎng)輸變電站各類SF6高壓電氣設(shè)備、天然氣及化工行業(yè)各類儲(chǔ)氣裝置在等容條件下對(duì)氣體密度的監(jiān)測(cè)與控制。
由于SF6氣體具有良好的絕緣滅弧性能，因此目前我國(guó)各級(jí)中、高壓輸變電站已大量采用各類SF6高壓電氣設(shè)備，設(shè)備內(nèi)SF6氣體的密度作為保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要指標(biāo)基本上全部采用機(jī)械式密度繼電器測(cè)控。機(jī)械式密度繼電器具有現(xiàn)場(chǎng)模擬顯示與氣體密度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，并對(duì)由泄漏而導(dǎo)致的該壓力下降發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于控制室內(nèi)只能得到報(bào)警信號(hào)，無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備內(nèi)與氣體密度對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)各臺(tái)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控，也不利于合理安排整個(gè)電網(wǎng)中各變電站每臺(tái)設(shè)備的停電檢修補(bǔ)氣周期。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是針對(duì)目前使用的機(jī)械式密度繼電器不能將被檢對(duì)象內(nèi)與氣體密度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值轉(zhuǎn)換成可供集中實(shí)時(shí)監(jiān)控或計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控所需的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)而提供一種可靠性高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)輸出可與各種自控系統(tǒng)兼容的智能型氣體密度監(jiān)測(cè)控制儀表。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的可采用以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)它主要由現(xiàn)場(chǎng)的氣體密度變送器和控制室目的智能數(shù)顯控制儀組成，二者之間通過(guò)信號(hào)傳輸電纜相接。氣體密度變送器可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意溫度條件下將與氣體密度對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值(即20℃時(shí)的氣體壓力值)轉(zhuǎn)換成4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。智能數(shù)顯控制儀除可將上述標(biāo)準(zhǔn)壓力值通過(guò)數(shù)字方式顯示外，還可完成多位報(bào)警及控制，并通過(guò)RS232或RS485通訊接口與系統(tǒng)計(jì)算機(jī)相接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控。具體地說(shuō)，它包括整個(gè)智能數(shù)顯控制儀8和氣體密度變送器兩部分。智能數(shù)顯控制儀8上具有RS232或RS485接口，可與控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。氣體密度變送器由壓力接口1、硅壓阻敏感芯片2、螺母3、溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路板4、殼體5、插頭座組件6和屏蔽電纜7構(gòu)成。硅壓阻敏感芯片(OEM)2通過(guò)螺母3固定在壓力接口1上；溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路板4固定在殼體5內(nèi)，并通過(guò)其上的導(dǎo)線與敏感芯片2內(nèi)的惠斯登電橋相接；殼體5通過(guò)機(jī)械壓扣及化學(xué)粘結(jié)方式與壓力接口1固定連成一體；插頭座組件6固定在殼體5之外，插頭的外端通過(guò)屏蔽電纜7與智能數(shù)顯控制儀8相接，其內(nèi)端通過(guò)導(dǎo)線與溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路4相連接。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)—機(jī)械式密度繼電器相比的優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)參數(shù)由分散的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械式模擬顯示變?yōu)榭刂剖壹袛?shù)顯，監(jiān)控人員無(wú)需親臨現(xiàn)場(chǎng)，在控制室內(nèi)即可完成現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。另外本實(shí)用新型還可將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成能與控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)相接的標(biāo)準(zhǔn)模擬及數(shù)字信號(hào)，使主要應(yīng)用領(lǐng)域—電網(wǎng)變電站SF6高壓電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控完全實(shí)行遠(yuǎn)程自動(dòng)管理。
附圖及說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的氣體密度變送器電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)原理示意框圖；其中1-壓力接口 2-硅壓阻敏感芯片 3-螺母4-溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路5-殼體6-插頭座組件7-屏蔽電纜 8-智能數(shù)顯控制儀實(shí)施例本說(shuō)明書第五部分并結(jié)合附圖1-3已經(jīng)給出了本實(shí)用新型的完整實(shí)施例，故這里不再重復(fù)。使用時(shí)將變送器安裝在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上，在規(guī)定范圍內(nèi)任意溫度條件下，可將與設(shè)備內(nèi)氣體密度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值轉(zhuǎn)換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，通過(guò)屏蔽電纜傳送到控制室的智能數(shù)顯控制儀進(jìn)行顯示和控制。儀表具有RS232或RS485接口，可與控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控。當(dāng)氣體產(chǎn)生泄漏而導(dǎo)致與其密度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值下降至不同設(shè)定值時(shí)，儀表能準(zhǔn)確可靠發(fā)出多組開關(guān)報(bào)警信號(hào)，且各組報(bào)警參數(shù)可通過(guò)儀表副顯示監(jiān)測(cè)，根據(jù)要求設(shè)定和修改，并具有密碼鎖定，斷電不丟失等特點(diǎn)。另外，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)存在多臺(tái)設(shè)備時(shí)，可采用智能多路巡檢數(shù)顯控制儀對(duì)每個(gè)被測(cè)控對(duì)象上的氣體密度變送器實(shí)施巡檢測(cè)控。
如圖2，氣體密度變送器電路由V/I轉(zhuǎn)換電路(市售的集成電路塊)、惠斯登電橋和溫度敏感元件補(bǔ)償電路三部分組成。根據(jù)被測(cè)氣體在等容條件下的壓力—溫度特性，只要適當(dāng)調(diào)整儀表溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)參數(shù)，就可實(shí)現(xiàn)各種不同氣體(含非理想氣體)在等容條件下的密度測(cè)控。因此儀表不但可以用于輸變電站各類高壓電氣設(shè)備內(nèi)SF6氣體密度的測(cè)控，而且還可以通過(guò)對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)各種氣體密度的檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體質(zhì)量的計(jì)量。具體地說(shuō)，如圖1，被測(cè)氣體的壓力通過(guò)壓力接口1施加于硅壓阻敏感芯片2上，使芯片內(nèi)本處于平衡狀態(tài)的惠斯登電橋輸出與被測(cè)壓力成正比的電信號(hào)，通過(guò)導(dǎo)線送到溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路4，電路4內(nèi)的溫度敏感元件將根據(jù)溫度檢測(cè)值是否偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃和偏離值大小來(lái)決定是否對(duì)電橋進(jìn)行補(bǔ)償和補(bǔ)償多少，并將補(bǔ)償過(guò)的電壓信號(hào)放大轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)通過(guò)插頭座組件6輸出。溫度敏感元件的熱容量及感溫點(diǎn)的選擇使其能夠充分及時(shí)感受被檢氣體的溫度及其變化，又不受人為或偶然因素的干擾，電路參數(shù)的合理設(shè)計(jì)使其補(bǔ)償完全遵循被檢氣體等容條件下的壓力—溫度特性。密度變送器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)通過(guò)屏蔽電纜7傳輸給控制室內(nèi)的智能數(shù)顯控制儀8，由其對(duì)與被測(cè)氣體密度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值進(jìn)行顯示和控制，并輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)及數(shù)字信號(hào)送往計(jì)算機(jī)實(shí)行遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控。
權(quán)利要求1.一種智能型氣體密度監(jiān)測(cè)控制儀，包括整個(gè)智能數(shù)顯控制儀部分(8)；其特征是還具有氣體密度變送器，該氣體密度變送器由壓力接口(1)、硅壓阻敏感芯片(2)、螺母(3)、溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路板(4)、殼體(5)、插頭座組件(6)和屏蔽電纜(7)構(gòu)成；硅壓阻敏感芯片(OEM)(2)通過(guò)螺母(3)固定在壓力接口(1)上；溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路板(4)固定在殼體(5)內(nèi)，并通過(guò)其上的導(dǎo)線與敏感芯片(2)內(nèi)的惠斯登電橋相接；殼體(5)通過(guò)機(jī)械及化學(xué)方式與壓力接口(1)固定連成一體；插頭座組件(6)固定在殼體(5)之外，插頭的外端通過(guò)屏蔽電纜(7)與智能數(shù)顯控制儀(8)相接，內(nèi)端通過(guò)導(dǎo)線與溫度敏感元件補(bǔ)償及V/I轉(zhuǎn)換電路(4)相連接。
專利摘要一種在等容條件下的智能型氣體密度監(jiān)測(cè)控制儀。用于電網(wǎng)輸變電站各類SF6高壓電氣設(shè)備、天然氣及化工行業(yè)各類儲(chǔ)氣裝置。由智能數(shù)顯控制儀和氣體密度變送器兩部分組成。氣體密度變送器中的硅壓阻敏感芯片通過(guò)螺母固定在壓力接口上，溫度敏感補(bǔ)償元件及V/I轉(zhuǎn)換電路板固定在殼體內(nèi)，并通過(guò)導(dǎo)線與敏感芯片上的惠斯登電橋相接。殼體與壓力接口固定為一體。插頭座組件固定在殼體上，通過(guò)屏蔽電纜與智能數(shù)顯控制儀相接。用于替代目前所使用的機(jī)械式密度繼電器，可大大提高氣體密度監(jiān)控的自動(dòng)化水平。
文檔編號(hào)G01N9/00GK2531383SQ0124051
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月14日
發(fā)明者張少平, 崔建萍, 吳良材 申請(qǐng)人:秦川機(jī)床集團(tuán)寶雞儀表有限公司