專利名稱：便攜式gis組合電器故障氣體檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種便攜式GIS (Gas Insulated Switchgear氣體絕緣組合電器 設(shè)備)組合電器故障氣體檢測(cè)儀，它能檢測(cè)六氟化硫(SF6)分解物的含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備故 障檢測(cè)和報(bào)警提示，從而提高GIS故障檢測(cè)的自動(dòng)化水平及可靠性，有效預(yù)防因SF6氣體絕 緣引起的設(shè)備故障隱患所可能引起的災(zāi)害。它涉及高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)以 及先進(jìn)自動(dòng)檢測(cè)控制技術(shù)。該系統(tǒng)屬于故障診斷和檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組 成，這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，殼體內(nèi)充以壓力為0. 2 0. 5MPa的SF6 絕緣氣體，作為相間和對(duì)地的絕緣，這樣的組合電器我們又稱為SF6全封閉組合電器。全封 閉組合電器具有體積小、元件密封不受環(huán)境干擾、無(wú)電磁干擾以及SF6氣體優(yōu)良的絕緣、滅 弧性能好等優(yōu)點(diǎn)使得GIS在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到廣泛的使用。純凈的SF6氣體在常溫常壓下為無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、不可燃的氣體，而且具有穩(wěn)定的 化學(xué)性能，是一種理想的絕緣介質(zhì)，但在斷路器和GIS操作過(guò)程中，由于電弧、電暈、火花放 電和局部放電、高溫等因素影響下，SF6氣體會(huì)進(jìn)行分解，它的分解物遇到水分后會(huì)變成腐 蝕性電解質(zhì)，而且由于在設(shè)計(jì)、材質(zhì)、工藝和維護(hù)等方面存在些不足，設(shè)備內(nèi)部可能存在隱 患，目前的試驗(yàn)方法還難以檢出，這樣有隱患的設(shè)備可能帶入電網(wǎng)，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行， 直至發(fā)出事故。根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，幾年來(lái)，我國(guó)SF6電氣設(shè)備的故障率在0. 5%左右，嚴(yán)重 地影響了電力生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行乃至引發(fā)事故，嚴(yán)重的威脅到電力生產(chǎn)的安全。因此，及 時(shí)檢測(cè)SF6分解物的情況，不但能及時(shí)了解SF6氣體的工作狀態(tài)，還能及早檢測(cè)GIS組合電 器運(yùn)行中的故障隱患，盡量避免事故的發(fā)生，以免引發(fā)電力系統(tǒng)運(yùn)行故障，造成重大損失。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)SF6分解物的檢測(cè)方法一般是電氣法和化學(xué)檢測(cè)法。電氣法測(cè) 試多采用停電狀態(tài)測(cè)試，試驗(yàn)電壓低、電流小，難以反映GIS工作中SF6的絕緣情況，同時(shí)很 多故障還難以檢測(cè)出來(lái)，特別是設(shè)備的早期故障隱患；目前一些單位使用的化學(xué)比色管法 檢測(cè)分解產(chǎn)物，其靈敏度低，只能作定性或半定量，難以檢出設(shè)備內(nèi)部隱患，達(dá)不到預(yù)防性 故障預(yù)測(cè)的目的。由于SF6氣體分解溫度較高，而潛伏性故障開始的能量一般都較低，所產(chǎn) 生的分解產(chǎn)物的濃度小，加上設(shè)備中放置有能吸附水和分解產(chǎn)物的收附劑，而預(yù)防性試驗(yàn) 周期又長(zhǎng)，因此，要檢出內(nèi)部早期故障，要求檢測(cè)儀必須有很高的靈敏度和穩(wěn)定性。針對(duì)以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多方查閱資料和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出一種便攜式GIS組合電器故 障氣體檢測(cè)儀。該系統(tǒng)采用單片機(jī)外加高速AD和高精度傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)SF6氣體分解物SO2 故障檢測(cè)和報(bào)警的功能，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化操作，方便攜帶，簡(jiǎn)單易用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀。它采用單片 機(jī)+高精度AD的結(jié)構(gòu)，集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)查詢等功能于一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)SF6氣體故障檢測(cè)和報(bào)警的功能，操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，輕巧便攜。本實(shí)用新型提供一種便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀，它由硬件結(jié)構(gòu)和軟件 結(jié)構(gòu)兩大部分構(gòu)成。具體的技術(shù)方案如下(1)硬件結(jié)構(gòu)便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀硬件結(jié)構(gòu)部分為單片機(jī)+高精度AD的框架， 方框示意圖如圖1。所述硬件結(jié)構(gòu)是以單片機(jī)+高精度AD的框架核心，具體由中央處理模塊、數(shù)據(jù)采 集模塊、二氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、繼電控制模塊、顯示模塊、報(bào)警提示模塊以 及人機(jī)交互模塊和電源模塊等部分組成。所述中央處理器是采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS單片機(jī) AT89C51，它兼容MCS-51的指令系統(tǒng)，片內(nèi)置8位通用中央處理(CPU)和4K字節(jié)的可重擦 寫FLASH存儲(chǔ)單元，其中CPU負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程和數(shù)據(jù)處理；4K字節(jié)的可重擦 寫FLASH存儲(chǔ)單元作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，保證了數(shù)據(jù)掉電不丟失，進(jìn)而能進(jìn)行歷史 數(shù)據(jù)查詢；單片機(jī)讀取AD采樣的數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)校正處理后直接存儲(chǔ)在FLASH EPROM中。所述數(shù)據(jù)采集模塊采用的是Burr-Brown Corporation公司生產(chǎn)的4通道，12位采 樣的同步串行接口模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)ADS7841 ；二氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊采用英國(guó)City 公司的二氧化硫傳感器(型號(hào)4S)，采樣精度為0. Ippm ；其之間的關(guān)系是單片機(jī)AT89C51 的1/0 口連接ADS7841的數(shù)據(jù)輸出端口，ADS7841的輸入端口連接二氧化硫傳感器的數(shù)據(jù) 輸出端口，ADS7841接收到單片機(jī)的采集信號(hào)后，即開始高速采樣由二氧化硫傳感器調(diào)理轉(zhuǎn) 換后的信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的校正，而后送往單片機(jī)的1/0端口，完成數(shù)據(jù)采集。所述繼電控制模塊是采用的日本小金井生產(chǎn)的24V常閉兩通電磁閥 G010LE1-2-21-DC5V，沒有測(cè)試的情況下，電磁閥處于閉合的狀態(tài)；當(dāng)開始測(cè)試時(shí)，電磁閥打 開，氣體通過(guò)氣路進(jìn)入二氧化硫傳感器采樣室進(jìn)行采樣；測(cè)試結(jié)束后，電磁閥閉合，氣路斷 開，防止不必要的SF6及其分解物外泄，污染大氣。繼電控制模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。所述顯示模塊，采用的是液晶顯示，可以直接從中央處理器的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的 FLASHEPR0M中直接讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示；報(bào)警提示模塊采用蜂鳴器，把正常工作的GIS中 SO2含量作為閾值，當(dāng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)大于此閾值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示；所述人機(jī)互動(dòng)模塊采用的是一些按鍵，分別有采集、查詢、上翻、下翻等，各按鍵 將實(shí)現(xiàn)各自設(shè)定的功能，簡(jiǎn)便易用，操作方便。所述電源模塊包括兩部分24V和5V，均采用干電池供電，更換比較容易。所述的繼電器控制模塊、顯示模塊、人機(jī)互動(dòng)模塊及電源模塊均與中央處理器相 連。整個(gè)裝置的工作過(guò)程是當(dāng)打開采集按鍵，單片機(jī)控制外接的高精度AD進(jìn)行數(shù)據(jù) 采集，單片機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲(chǔ)在FLASH EPROM中，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)閾值比較后，觸發(fā)報(bào)警系 統(tǒng)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出響聲，并進(jìn)行顯示；采集結(jié)束后按下相應(yīng)的按鍵進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢，實(shí) 現(xiàn)故障檢測(cè)與報(bào)警。(2)軟件結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型的軟件結(jié)構(gòu)流程圖如圖3所示。所述軟件結(jié)構(gòu)，它是基于單片機(jī)的智能控制及處理程序，負(fù)責(zé)控制硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)
4采集、處理、存儲(chǔ)、顯示、觸發(fā)報(bào)警提示以及人機(jī)器互動(dòng)。其中包括的子程序有數(shù)據(jù)采集、線 性濾波、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示、閾值比較、歷史數(shù)據(jù)查詢以及繼電控制。所述子程序數(shù)據(jù)采集有單片機(jī)控制ADS7841來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括片選信號(hào)設(shè)置、時(shí) 鐘輸入、輸出數(shù)據(jù)讀取。首先，ADS7841將二氧化硫傳感SO2濃度轉(zhuǎn)化的電壓量轉(zhuǎn)化成數(shù)字 量，校正后將此數(shù)據(jù)輸入到的單片機(jī)的I/O 口，完成了數(shù)據(jù)采集。所述線性濾波子程序，考慮到本測(cè)試儀要求實(shí)時(shí)測(cè)試SO2的含量以及測(cè)試的精度， 故采用逐次遞進(jìn)式線性濾波，可以使用較短時(shí)間的延時(shí)達(dá)到快速高精度的要求。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子程序，數(shù)據(jù)處理后將直接存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部的FLASH EPR0M,本單 片機(jī)內(nèi)部有4K字節(jié)的FILSH存儲(chǔ)單元，能夠滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求，而且掉電后數(shù)據(jù)不丟失，方 便于不同時(shí)間段的測(cè)試數(shù)據(jù)的查詢與比較。所述數(shù)據(jù)顯示子程序，直接從FILSH存儲(chǔ)單元讀取數(shù)據(jù)并顯示，同時(shí)查詢的歷史 數(shù)據(jù)也在液晶上面進(jìn)行顯示；所述閾值比較子程序，在程序中設(shè)定GIS正常工作時(shí)SO2含量的最大值為閾值，當(dāng) 數(shù)據(jù)從FILSH存儲(chǔ)單元讀取出后就與閾值進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)大于閾值則啟動(dòng)報(bào)警提示，并 且在液晶屏上顯示，否則數(shù)據(jù)直接在液晶屏上顯示而不啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。所述歷史數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)，判斷上電后系統(tǒng)并沒有進(jìn)入采集功能，則軟件系統(tǒng)進(jìn) 入歷史查詢功能，然后判斷數(shù)據(jù)查詢的方式上翻和下翻，最后根據(jù)查詢方式在液晶屏上顯 示要查詢的數(shù)據(jù)。所述繼電控制子程序是在測(cè)試程序結(jié)束后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，控制電磁閥關(guān) 閉，斷開檢測(cè)氣路，防止氣體外泄。整個(gè)軟件的執(zhí)行過(guò)程說(shuō)明上電后，首先檢查“采集”鍵是否按下，若“采集”鍵沒 有按下，軟件系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)據(jù)查詢功能，可以方便于不同時(shí)間段的測(cè)試數(shù)據(jù)的查詢與比較；若 “采集”鍵按下則軟件系統(tǒng)進(jìn)入到采集檢測(cè)功能，AT89C51讀取外接的高精度AD輸出的串行 數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、濾波以及存儲(chǔ)到FLASH EPROM中，然后數(shù)據(jù)讀出后與閾值進(jìn)行比 較，若數(shù)據(jù)大于閾值則啟動(dòng)報(bào)警提示，并且在液晶屏上顯示，否則不啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接 在液晶屏上顯示。然后判斷采集是否結(jié)束，采集沒有結(jié)束將繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；否則，采集 測(cè)試系統(tǒng)結(jié)束，啟動(dòng)繼電控制程序，單片機(jī)控制電磁閥斷開檢測(cè)氣路，整個(gè)軟件測(cè)試檢測(cè)系 統(tǒng)結(jié)束。本實(shí)用新型提供一種便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果如 下(1).系統(tǒng)采用低成本、高性能的處理器和快速高精度AD以及良好的抗干擾技術(shù) 實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS組合電器故障氣體的檢測(cè)，使得數(shù)據(jù)的可靠性更好，更能反映GIS的工作狀態(tài)；(2).簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，接線簡(jiǎn)單，優(yōu)化系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，有效的降低了系統(tǒng)操作的復(fù) 雜性，使得系統(tǒng)體積小，質(zhì)量輕，輕便靈巧，易于攜帶，與目前現(xiàn)有的體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作 繁瑣的測(cè)試系統(tǒng)相比有很大的優(yōu)越性。(3).系統(tǒng)包含當(dāng)前狀態(tài)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、故障報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)查詢等多種功能， 而且繼電控制功能還能有效的降低氣體外泄而造成的大氣污染。
圖1本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)方框示意圖圖2本實(shí)用新型的繼電控制模塊結(jié)構(gòu)圖圖3本實(shí)用新型的軟件結(jié)構(gòu)流程圖圖4本實(shí)用新型的檢測(cè)儀總體操作流程圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型提供一種便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀，如圖1和圖2所示。硬件結(jié)構(gòu)以單片機(jī)+高精度AD的框架為核心，由中央處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、二 氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、繼電控制模塊、顯示模塊、報(bào)警提示模塊以及人機(jī)交 互模塊和電源模塊等部分組成。所述中央處理器選用的是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS單片機(jī) AT89C51，它兼容MCS-51的指令系統(tǒng)，片內(nèi)置8位通用中央處理(CPU)和4K字節(jié)的可重擦 寫FLASH存儲(chǔ)單元，其中CPU負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程和數(shù)據(jù)處理；4K字節(jié)的可重擦 寫FLASH存儲(chǔ)單元作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，保證了數(shù)據(jù)掉電不丟失，進(jìn)而能進(jìn)行歷史 數(shù)據(jù)查詢；單片機(jī)讀取AD采樣的數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)校正處理后直接存儲(chǔ)在FLASH EPROM中。所述數(shù)據(jù)采集模塊選用的是外接Burr-Brown Corporation公司生產(chǎn)的4通道，12 位采樣的同步串行接口模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)ADS7841，二氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊選用的是英 國(guó)City公司的二氧化硫傳感器(型號(hào)4S)，采樣精度為0. Ippm,高精度的信號(hào)調(diào)理模塊與 采集模塊保證了采集的信號(hào)的可靠性與準(zhǔn)確性。所述顯示模塊采用的是SED1335控制器圖形液晶顯示模塊，報(bào)警提示模塊采用的 是蜂鳴器，從單片機(jī)FLASH EPROM中讀取的數(shù)據(jù)先進(jìn)行閾值比較，根據(jù)判斷采集的數(shù)據(jù)的大 小決定是否啟動(dòng)報(bào)警提示，當(dāng)采集數(shù)據(jù)大于閾值時(shí)即啟動(dòng)提示報(bào)警，蜂鳴器發(fā)出聲音提示， 并且在液晶屏上顯示，否則不啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接在液晶屏上顯示。所述繼電控制模塊是采用的日本小金井生產(chǎn)的24V常閉兩通電磁閥 G010LE1-2-21-DC5V，在沒有測(cè)試的情況下，電磁閥處于閉合的狀態(tài)；當(dāng)開始測(cè)試時(shí)，電磁閥 打開，氣體通過(guò)氣路進(jìn)入二氧化硫傳感器采樣室進(jìn)行采樣；測(cè)試結(jié)束后，電磁閥閉合，氣路 斷開，防止不必要的SF6及其分解物外泄，污染大氣。所述人機(jī)互動(dòng)模塊采用的是一些按鍵，分別有采集、查詢、上翻、下翻等，各按鍵 將實(shí)現(xiàn)各自設(shè)定的功能，簡(jiǎn)便易用，操作方便。所述電源模塊包括兩部分24V和5V，均采用干電池供電，更換比較容易。所述的繼電器控制模塊、顯示模塊、人機(jī)互動(dòng)模塊及電源模塊均與中央處理器相 連。整個(gè)裝置的工作過(guò)程是當(dāng)打開采集按鍵，單片機(jī)控制外接的高精度AD進(jìn)行數(shù)據(jù) 采集，單片機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲(chǔ)在FLASH EPROM中，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)閾值比較后，觸發(fā)報(bào)警系 統(tǒng)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出響聲，并進(jìn)行顯示；采集結(jié)束后按下相應(yīng)的按鍵進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢，實(shí) 現(xiàn)故障檢測(cè)與報(bào)警。本實(shí)用新型的軟件結(jié)構(gòu)流程圖如圖3所示。
6[0050]本實(shí)用新型的軟件結(jié)構(gòu)，它是基于單片機(jī)的智能控制及處理程序，負(fù)責(zé)控制硬件 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、顯示、觸發(fā)報(bào)警提示以及人機(jī)器互動(dòng)。其中包括的子程序有數(shù) 據(jù)采集、線性濾波、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示、閾值比較、歷史數(shù)據(jù)查詢以及繼電控制。所述子程序數(shù)據(jù)采集有單片機(jī)控制ADS7841來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括片選信號(hào)設(shè)置、時(shí) 鐘輸入、輸出數(shù)據(jù)讀取。首先，ADS7841將二氧化硫傳感SO2濃度轉(zhuǎn)化的電壓量轉(zhuǎn)化成數(shù)字 量，校正后將此數(shù)據(jù)輸入到的單片機(jī)的I/O 口，完成了數(shù)據(jù)采集。所述線性濾波子程序，考慮到本測(cè)試儀要求實(shí)時(shí)測(cè)試SO2的含量以及測(cè)試的精度， 故采用逐次遞進(jìn)式線性濾波，可以使用較短時(shí)間的延時(shí)達(dá)到快速高精度的要求。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子程序，數(shù)據(jù)處理后將直接存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部的FLASH EPR0M,本單 片機(jī)內(nèi)部有4K字節(jié)的FILSH存儲(chǔ)單元，能夠滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求，而且掉電后數(shù)據(jù)不丟失，方 便于不同時(shí)間段的測(cè)試數(shù)據(jù)的查詢與比較。所述數(shù)據(jù)顯示子程序，直接從FILSH存儲(chǔ)單元讀取數(shù)據(jù)并顯示，同時(shí)查詢的歷史 數(shù)據(jù)也在液晶上面進(jìn)行顯示；所述閾值比較子程序，在程序中設(shè)定GIS正常工作時(shí)SO2含量的最大值為閾值，當(dāng) 數(shù)據(jù)從FILSH存儲(chǔ)單元讀取出后就與閾值進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)大于閾值則啟動(dòng)報(bào)警提示，并 且在液晶屏上顯示，否則數(shù)據(jù)直接在液晶屏上顯示而不啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。所述歷史數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)，判斷上電后系統(tǒng)并沒有進(jìn)入采集功能，則軟件系統(tǒng)進(jìn) 入歷史查詢功能，然后判斷數(shù)據(jù)查詢的方式上翻和下翻，最后根據(jù)查詢方式在液晶屏上顯 示要查詢的數(shù)據(jù)。所述繼電控制子程序是在測(cè)試程序結(jié)束后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，控制電磁閥關(guān) 閉，斷開檢測(cè)氣路，防止氣體外泄。本實(shí)用新型的工作過(guò)程打開電源，檢測(cè)開始工作，按下“采集”鍵，則單片機(jī) AT89C51給電磁閥發(fā)送控制信號(hào)，控制電磁閥打開檢測(cè)氣路，同時(shí)二氧化硫傳感器含量信號(hào) 轉(zhuǎn)化為電壓量，經(jīng)由ADS7841景模擬電壓量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量串行輸入到單片機(jī)AT89C51的I/O 端口，單片機(jī)AT89C51讀取串行數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、逐次遞進(jìn)線性濾波，然后將處理后的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FLASH EPROM中，單片機(jī)AT89C51將采集到的數(shù)據(jù)與程序中設(shè)定的GIS正常工 作時(shí)SO2含量的最大值進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)大于閾值，單片機(jī)將控制報(bào)警提示模塊啟動(dòng)報(bào)警提 示，并且將數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上，否則不啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接在液晶屏上顯示。然后單片 機(jī)判斷采集是否，繼而控制進(jìn)入再次的數(shù)據(jù)采集；否則，采集測(cè)試系統(tǒng)結(jié)束，啟動(dòng)繼電控制 模塊，防止不必要的SF6及其分解物外泄，污染大氣。若測(cè)試結(jié)束后按下查詢鍵，則可以進(jìn) 行歷史數(shù)據(jù)的查詢，進(jìn)而比較不同時(shí)期數(shù)據(jù)，用SO2含量來(lái)判斷GIS組合電器工作狀態(tài)。測(cè) 試結(jié)束，關(guān)閉電源結(jié)束檢測(cè)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的各種功能是通過(guò)單片機(jī)用軟件程序來(lái)控制按 鍵操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求一種便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀，其特征在于該檢測(cè)儀的硬件結(jié)構(gòu)是以單片機(jī)+高精度AD的框架核心，包括中央處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、二氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、繼電控制模塊、顯示模塊、報(bào)警提示模塊以及人機(jī)交互模塊和電源模塊；所述中央處理器是采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)CMOS單片機(jī)AT89C51，片內(nèi)置8位通用中央處理和4K字節(jié)的可重擦寫FLASH存儲(chǔ)單元；所述數(shù)據(jù)采集模塊采用的是Burr Brown Corporation公司生產(chǎn)的4通道，12位采樣的同步串行接口模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADS7841；二氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊采用英國(guó)City公司的二氧化硫傳感器，采樣精度為0.1ppm；其之間的關(guān)系是單片機(jī)AT89C51的I/O口連接ADS7841的數(shù)據(jù)輸出端口，ADS7841的輸入端口連接二氧化硫傳感器的數(shù)據(jù)輸出端口；所述繼電控制模塊是采用的日本小金井生產(chǎn)的24V常閉兩通電磁閥G010LE1 2 21 DC5V；所述顯示模塊，采用的是液晶顯示；報(bào)警提示模塊采用蜂鳴器，把正常工作的GIS中SO2含量作為閾值；所述人機(jī)互動(dòng)模塊采用的是一些按鍵，包括有采集、查詢、上翻、下翻；所述電源模塊包括兩部分24V和5V，均采用干電池供電；所述的繼電器控制模塊、顯示模塊、人機(jī)互動(dòng)模塊及電源模塊均與中央處理器相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種便攜式GIS組合電器故障氣體檢測(cè)儀，它由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件部分以單片機(jī)+高精度AD的框架為核心，由中央處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、二氧化硫信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、繼電控制模塊、顯示模塊、報(bào)警提示模塊以及人機(jī)交互模塊和電源模塊等部分組成，二氧化硫傳感器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電壓量，AD將模擬電壓量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)AT89C51讀取數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理，然后經(jīng)過(guò)逐次遞進(jìn)式線性濾波，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FLASH EPROM中，單片機(jī)將數(shù)據(jù)與閾值進(jìn)行比較后決定是否啟動(dòng)報(bào)警提示，然后單片機(jī)控制液晶顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。整個(gè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，接線簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得系統(tǒng)體積小，質(zhì)量輕，輕便靈巧，易于攜帶。
文檔編號(hào)G01N33/00GK201673147SQ20102018740
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者張忠杰, 王慧敏 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古東部電力有限公司通遼電業(yè)局