專利名稱：低濃度sf的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于檢測微量SF6(六氟化硫)氣體濃度的低濃度SF6氣體實時檢測儀，屬于環(huán)境保護中的氣體檢測領(lǐng)域，特別適合電力部門使用。
背景技術(shù)：
SF6氣體主要在電力部門使用，在高壓電氣設(shè)備中作絕緣和滅弧介質(zhì)。近年來，高壓電氣設(shè)備多裝于室內(nèi)，經(jīng)拉弧和放電的SF6氣體會產(chǎn)生其它微量有害氣體，設(shè)備在長期使用中必然會由微量SF6氣體的泄漏。根據(jù)SF6氣體的某些特點，目前主要有三種測量方法，一是利用SF6氣體對某些波段的紅外線強的吸收能力，制成紅外熱像儀；二是利用聲波在SF6氣體中傳播速度較在空氣中慢的特性，制成超聲波檢測儀；三是利用SF6氣體對電子的強烈吸收作用制成的負離子檢漏儀。事實上，只有負離子檢漏儀能檢測到數(shù)百PPM濃度的SF6氣體，即適合檢測低濃度的SF6氣體，但是這種負離子檢漏儀的使用壽命只有數(shù)百小時，壽命比較短，需要頻繁校準(zhǔn)或更換撿漏儀，十分麻煩。而如果要延長其使用壽命，則必須間隔一段時間測量一次，這樣又導(dǎo)致了測量的實時性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種精確度高、實時性好、使用壽命長的低濃度SF6氣體實時檢測儀。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種低濃度SF6氣體實時檢測儀，包括殼體和具有控制電路的主控板，主控板上的控制電路由電源變換器、定性檢測電路、定量檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、顯示單元和通信接口組成，定性檢測電路和定量檢測電路均通過導(dǎo)線與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與單片機的輸入端電連接，定量檢測電路還通過導(dǎo)線與單片機電連接，顯示單元和通信接口分別通過導(dǎo)線與單片機電連接，定性檢測電路由鹵素傳感器G1、電阻R0及它們的周邊電路組成，鹵素傳感器G1的信號電極1接電源，并在鹵素傳感器G1的加熱電極2、5之間加有恒定電壓，電阻R0的正極與鹵素傳感器的信號電極4連接，該信號電極4輸出的電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的3腳；定量檢測電路由變壓器T、振蕩器、放電電極J1、電阻R1、電阻R2、電容C1和由二極管D與電容C2組成的整流濾波電路組成，整流濾波電路將負高壓加到放電電極上，電阻R2上的電壓為取樣電壓，該電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的4腳。
采用上述技術(shù)方案后，定性檢測電路由鹵素傳感器G1、電阻R0及它們的周邊電路組成，鹵素傳感器G1的信號電極1接電源，并在鹵素傳感器G1的加熱電極2、5之間加有恒定電壓，電阻R0的正極與鹵素傳感器的信號電極4連接，信號電極4輸出的電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的3腳，鹵素傳感器由SnO2半導(dǎo)體材料制成，加熱電極2、5之間的電壓使SnO2半導(dǎo)體保持在某一溫度，SnO2半導(dǎo)體的電阻阻值隨環(huán)境中鹵素濃度的變化而變化，信號電極4的輸出電壓就能反映環(huán)境的狀態(tài)。而定量檢測電路由變壓器T、振蕩器、放電電極J1、電阻R1、電阻R2、電容C1和由二極管D與電容C2組成的整流濾波電路組成，整流濾波電路將負高壓加到放電電極上，電阻R2上的電壓為取樣電壓，該電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的4腳。利用SF6氣體對電子的強烈吸附作用，在恒定電壓和電極位置固定的前提下，放電電極的放電電壓和該電極附近的SF6氣體濃度呈一定關(guān)系，用標(biāo)準(zhǔn)濃度SF6氣體就可以精確標(biāo)定這一信號電壓。定性檢測電路和定量檢測電路在單片機監(jiān)控軟件的協(xié)調(diào)下工作，定性檢測電路能測出環(huán)境行中SF6氣體濃度的波動，但不能定量檢測SF6氣體濃度的絕對值，當(dāng)這種波動有一定大小時，啟動定量檢測電路進行定量精測，這樣，定性檢測電路長時間來連續(xù)工作，定量檢測電路在環(huán)境中SF6氣體濃度由較大波動時才工作，其目的是盡量縮短電極的放電時間以延長使用壽命，又盡量縮短檢測的反應(yīng)時間，作到真正的實時檢測。


圖1為本實用新型低濃度SF6氣體實時檢測儀的電路框圖；圖2為本實用新型的定性檢測電路的電路原理圖；圖3為本實用新型的定量檢測電路的電路原理圖；圖4為本實用新型低濃度SF6氣體實時檢測儀的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
如圖1～4所示，一種低濃度SF6氣體實時檢測儀，包括殼體和具有控制電路的主控板，主控板上的控制電路由電源變換器9、定性檢測電路1、定量檢測電路2、A/D轉(zhuǎn)換器3、單片機4、顯示單元7和通信接口8組成，定性檢測電路1和定量檢測電路2均通過導(dǎo)線與A/D轉(zhuǎn)換器3的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換器3的輸出端與單片機4的輸入端電連接，定量檢測電路2還通過導(dǎo)線與單片機4電連接，顯示單元7和通信接口8分別通過導(dǎo)線與單片機4電連接，定性檢測電路1由鹵素傳感器G1、電阻R0及它們的周邊電路組成，鹵素傳感器G1的信號電極1接電源，并在鹵素傳感器G1的加熱電極2、5之間加有恒定電壓VT，電阻R0的正極與鹵素傳感器G1的信號電極4連接，該信號電極4輸出的電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器3的3腳；定量檢測電路2由變壓器T、振蕩器10、放電電極J1、電阻R1、電阻R2、電容C1和由二極管D與電容C2組成的整流濾波電路組成，整流濾波電路將負高壓加到放電電極J1上，電阻R2上的電壓為取樣電壓，該電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器3的4腳。A/D轉(zhuǎn)換器的型號為TLC0834，單片機的型號為89S52，通信接口8的型號為RS485。
如圖1、4所示，單片機4還通過導(dǎo)線與一地址編碼器6連接。該地址編碼器6由4位撥碼開關(guān)SW1組成，它可以設(shè)置16種不同的地址，供總線多個傳感器識別。
如圖1、4所示，單片機4還通過導(dǎo)線與一電源檢測電路5連接。該電源檢測電路5由集成塊U2及其周邊電路組成，U2的型號為X25045，采用電源檢測電路5可以提高本實用新型的抗干擾能力，提高運行的可靠性。
如圖1～4所示，本實用新型的工作原理如下在鹵素傳感器G1的加熱電極2、5之間加恒定電壓VT，使鹵素傳感器G1內(nèi)部的半導(dǎo)體基板維持在一個恒定的溫度，鹵素傳感器G1的信號電極1、4之間的阻抗會隨環(huán)境中SF6氣體的濃度而變化，這種變化反映在圖2所示的A點的電壓上，A點電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換器的3腳，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端通過SPI總線與單片機4的P1口連接，單片機4可以周期性的讀取A點的電壓值，當(dāng)A點電壓波動超過一定范圍時，單片機4通過控制信號C(參見圖3)控制振蕩器10產(chǎn)生高頻振蕩，通過變壓器T和整流濾波電路將負高壓加到放電電極J1，R2上的電壓即B點電壓為放電電流的取樣電壓，B點電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的4腳，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端通過SPI總線與單片機4的P1口連接，單片機4讀取B點電壓并與標(biāo)定值比較，得出環(huán)境狀態(tài)，如果SF6氣體濃度超標(biāo)，超標(biāo)報警指示燈D1點亮(參見圖4)，定性檢測時點亮指示燈D2，定量檢測時點亮指示燈D3。環(huán)境中的SF6氣體濃度狀態(tài)通過RS485接口電路中的集成塊U5傳送給監(jiān)控主機，實現(xiàn)遠程控制。
綜上所述，本實用新型即可以實時檢測環(huán)境中SF6氣體濃度是否超標(biāo)，又可以減少放電電極放電的次數(shù)和時間，大大延長了低濃度SF6氣體濃度實時檢測儀的使用壽命，為SF6氣體泄漏超標(biāo)報警提供了有效的手段。如果組成實時在線檢測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對SF6氣體設(shè)備室環(huán)境的遠程實時在線檢測，極大地維護了運行維修人員的身體健康和生命安全。
權(quán)利要求1.一種低濃度SF6氣體實時檢測儀，包括殼體和具有控制電路的主控板，主控板上的控制電路由電源變換器(9)、定性檢測電路(1)、定量檢測電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、單片機(4)、顯示單元(7)和通信接口(8)組成，定性檢測電路(1)和定量檢測電路(2)均通過導(dǎo)線與A/D轉(zhuǎn)換器(3)的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換器(3)的輸出端與單片機(4)的輸入端電連接，定量檢測電路(2)還通過導(dǎo)線與單片機(4)電連接，顯示單元(7)和通信接口(8)分別通過導(dǎo)線與單片機(4)電連接，其特征在于a、定性檢測電路(1)由鹵素傳感器G1、電阻R0及它們的周邊電路組成，鹵素傳感器G1的信號電極1接電源，并在鹵素傳感器G1的加熱電極2、5之間加有恒定電壓，電阻R0的正極與鹵素傳感器G1的信號電極4連接，該信號電極4輸出的電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器(3)的3腳；b、定量檢測電路(2)由變壓器T、振蕩器(10)、放電電極J1、電阻R1、電阻R2、電容C1和由二極管D與電容C2組成的整流濾波電路組成，整流濾波電路將負高壓加到放電電極J1上，電阻R2上的電壓為取樣電壓，該電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器(3)的4腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度SF6氣體實時檢測儀，其特征在于單片機(4)還通過導(dǎo)線與一地址編碼器(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低濃度SF6氣體實時檢測儀，其特征在于單片機(4)還通過導(dǎo)線與一電源檢測電路(5)連接。
專利摘要一種低濃度SF
文檔編號G01N27/64GK2651750SQ200320120449
公開日2004年10月27日 申請日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者許建偉 申請人:常州市武進五菱柴油機有限公司