專利名稱：一種有機油中重金屬在線檢測裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機油中重金屬檢測技術領域，特別是一種有機油中重金屬在線檢測裝置及方法。
背景技術：
許多大型設備的運行保護，如高壓和超高壓變壓器冷卻、航空發(fā)動機潤滑等，均采用有機油作為冷卻、絕緣、潤滑的介質(zhì)。這些介質(zhì)在運行過程中，不可避免地會與金屬銅、 鐵、銀、鉛、錫等金屬材料接觸。例如，跟不銹鋼管接觸，會將鉛、錫、鎘、鈦等重金屬溶入油中；老化的線圈會使得油中的銅、鐵離子增加?？寡趸瘎┑氖褂脮︺~、鐵等材料產(chǎn)生腐蝕， 也會增加油中重金屬的含量。研究發(fā)現(xiàn)，油中重金屬的存在，特別是金屬銅和鐵的存在，對油的氧化將起到催化作用，能使油的酸值和介損值增加，對油的介損值影響尤為顯著。而且，其他重金屬離子的大量存在，也會增加油中導電“架橋現(xiàn)象”形成的可能性，從而使油中局部電場改變，并降低油的絕緣電阻，從而導致變壓器局部過熱及局部放電等故障的產(chǎn)生。 因此，對這些冷卻、潤滑油必須進行定期、不定期的檢測，以保證設備的正常運行。針對油中重金屬的檢測，目前主要局限于實驗室，且大多采用化學溶出法，該方法不僅麻煩、檢測效率低，而且使用強酸進行有機物消解，會破壞油樣品結(jié)構，不能循環(huán)使用，造成油樣損失，而且也會造成環(huán)境污染，影響儲油設備的運行安全。有的采用X射線熒光光譜法檢測油中重金屬不會破壞油樣品結(jié)構，但是現(xiàn)有的X射線熒光光譜儀存在單元裝置體積龐大、對油中重金屬的分辨率低、設備維護繁瑣、價格昂貴等問題。同時，目前普通的X光管功率大、需要水或者油冷卻。也有的采用Si、Li半導體探測器進行檢測，而傳統(tǒng)的 Si,Li半導體探測器必須在液氮溫度下使用和保存，使整個裝置的體積和重量都明顯增大， 且存在頻繁補充液氮的麻煩，其分辨率也較差。再有普通的多道分析儀存在著對原子序數(shù)相近的元素的有效核信號甄別能力不強的問題。截止目前，對上述冷卻、潤滑介質(zhì)的檢測技術尚沒有得到較為理想的解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種有機油中重金屬在線檢測裝置及檢測方法，該裝置及方法易于實施、對原子序數(shù)相近的元素的核信號的甄別度好，檢測精度高。實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術方案是一種有機油中重金屬在線檢測裝置，包括
一個測試真空單元，用于為有機油檢測提供真空環(huán)境；
一個有機油油路循環(huán)單元，用于有機油的檢測取樣和檢測油樣的回用；
一個可控X射線激發(fā)源單元，用于檢測所需X射線的發(fā)生和發(fā)射；
一個檢測信號采集單元，用于有機油檢測信號的采集；
一個檢測信號分析單元，將有機油檢測信號進行處理和分析；
一個檢測控制單元，用于有機油在線檢測單元的控制及檢測信號的處理、存儲和顯示，并按設定程序進行各部動作的控制；
所述有機油油路循環(huán)單元通過有機油回路分別與所述測試真空單元和有機油冷卻或潤滑設備連接，所述可控X射線激發(fā)源單元和檢測信號采集單元位于所述測試真空單元內(nèi)，所述可控X射線激發(fā)源單元通過信號傳輸線與檢測控制單元連接，所述檢測信號分析單元通過信號傳輸線分別與檢測信號采集單元和檢測控制單元連接；
所述測試真空單元由真空測試室和抽真空機構組成，其中抽真空機構由通過輸氣管線與真空測試室連接的抽真空電磁閥、真空釋壓電磁閥和真空泵構成，真空測試室內(nèi)設有樣品托架，真空電磁閥和真空泵分別通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，并接受檢測控制單元的動作指令，真空測試室上設有壓力傳感器；
所述有機油油路循環(huán)單元包括分別與使用有機油冷卻、潤滑的充油設備和所述真空測試室連接的油樣輸油管和回油管，所述油樣輸油管上設有取油三通閥、過濾器、手動閥、微型磁力油泵和測試給油電磁閥，所述回油管上設有回油電磁閥、回油止回閥、手動閥、緩沖池和回油三通閥，所述油樣輸油管和回油管均伸進真空測試室內(nèi)，并與所述樣品托架連接， 其中微型磁力油泵、測試給油電磁閥和回油電磁閥分別通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接；
所述可控X射線激發(fā)源單元包括高壓發(fā)生器、微型X光管和準直器，其中高壓發(fā)生器通過高壓回路與微型X光管連接，并通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，微型X光管和準直器均設置在所述真空測試室內(nèi)；
所述檢測信號采集單元由探測器和準直器組成，其中檢測信號分析單元包括通過信號傳輸線連接的一個程控放大器和一個多道分析儀，所述程控放大器的通過信號傳輸線分別與所述探測器和有機油檢測控制單元連接，多道分析儀的一端通過信號傳輸線與有機油檢測控制單元連接；
所述檢測控制單元包括一個工控機、一個顯示器、一個壓力傳感器和遠傳終端上位機， 其中，壓力傳感器與所述真空測試室連接，用于真空測試室內(nèi)壓力信號的采集； 工控機內(nèi)設有
一個程控放大器模塊，用于所述程控放大器的控制； 一個多道分析儀模塊，用于所述多道分析儀的控制； 一個電機控制模塊，用于所述微型磁力油泵和真空泵啟停的控制； 一個信號采集及數(shù)據(jù)處理模塊，用于有機油檢測分析信號的處理和存儲，并通過顯示器予以顯示；
一個狀態(tài)指示及故障處理模塊，用于有機油中重金屬在線檢測單元運行狀態(tài)的監(jiān)控、 顯示以及發(fā)生故障的處理；
一個數(shù)據(jù)傳輸模塊，利用RS485接口將計算結(jié)果遠傳至上位終端機的在線監(jiān)測單元軟件，并時刻等待在線監(jiān)測單元軟件的命令。所述真空釋壓電磁閥的數(shù)量為1 2個。所述探測器采用電致冷的Si-PIN半導體探測器。所述多道分析儀采用基于ARM處理器的多道分析儀。所述油樣輸油管和回油管采用SWAGEL0K不銹鋼管材制件。所述微型X光管的激發(fā)源采用下照射式，并與所述探測器的入射光路成90°夾角，微型X光管的激發(fā)源與樣品表面分別成45°夾角布置；微型X光管采用負高壓結(jié)構，陰極接負高壓，并在負高壓上疊加有一個低壓交流信號，用于加熱燈絲，微型X光管的陽極接地，與所述真空測試室的基座固定連接。一種有機油中重金屬在線檢測方法，是按以下步驟進行 步驟1 初始化
將所述有機油油路循環(huán)單元中的手動閥、測試給油電磁閥和回油電磁閥打開，啟動微型磁力油泵，使檢測油樣由所述充油設備中流入所述真空測試室內(nèi)，再從真空測試室流回充油設備，至少完成一個循環(huán)，使有機油油路循環(huán)單元處于初始化狀態(tài)； 步驟2 抽真空及檢測
檢測前對真空測試室進行抽真空，先關閉真空釋壓電磁閥，打開抽真空電磁閥，啟動真空泵開始抽氣，抽到一定時間后，關閉抽真空電磁閥，停止抽氣；然后，關閉測試給油電磁閥和回油電磁閥，并關閉微型磁力油泵使之停止運轉(zhuǎn)；保證被測油樣穩(wěn)定后，開始檢測在所述檢測控制單元的自動控制下，逐漸增加高壓發(fā)生器的電壓使之達到設定值時，通過檢測信號采集單元、檢測信號分析單元檢測分析并轉(zhuǎn)換為油樣中的重金屬含量數(shù)據(jù)信號，再將檢測重金屬含量數(shù)據(jù)信號通過檢測控制單元進行處理、記錄、存儲和在線顯示，即完成油樣中的重金屬含量的檢測； 步驟3 釋真空步驟
待油樣中的重金屬含量檢測完畢后，打開真空釋壓電磁閥，待真空測試室內(nèi)壓力達到常壓時關閉真空釋壓電磁閥，同時啟動微型磁力油泵，使油路處于循環(huán)流動狀態(tài)即可。所述步驟2中，高壓發(fā)生器的電壓設定值為30kV 50kV。所述步驟3中，油路循環(huán)過程的油流速度控制在200mL/min以下。本發(fā)明的有機油中重金屬在線檢測單元及方法，能夠快速達到被測油樣的均勻穩(wěn)定，并通過可控的X射線激發(fā)源使得微型X光管產(chǎn)生足夠強的X光，以及真空閥的自動控制，提高了探測效率；采用基于高性能處理器的多道分析儀檢測和處理探測器電信號，并且通過高性能處理器對整個流程進行控制和狀態(tài)檢測，結(jié)合遠程終端上位機的軟件進行故障診斷，檢測精度可以達到0. lppm，分辨率為0. 05ppm。與現(xiàn)有的油中重金屬在線監(jiān)測單元相比本發(fā)明設置了高質(zhì)量的5kV 50kV的高壓發(fā)生器，配合使用由微型X光管構成的可控X射線激發(fā)源，其激發(fā)源的能量范圍及強度均可調(diào)，擺脫了傳統(tǒng)X熒光分析對同位素源的依賴，避免了同位素源對環(huán)境和人員可能造成的危害；
本發(fā)明采用了電致冷的Si-PIN半導體探測器，使得探測器原有的工作溫度由-200°c 升高到-30°C，大大降低了探測器的制冷要求，且分辨率高、工作穩(wěn)定；
本發(fā)明采用了內(nèi)置樣品托架控制單元、微型X光管和Si-PIN探測器的真空測試室，利用真空閥、壓力傳感器、真空泵等保持真空測試室的真空狀態(tài)，提高了測試腔體的真空度及探測器的探測效率；
本發(fā)明采用了基于ARM處理器的多道分析儀(MCA)，提高了儀器對有效信號的甄別。集成了 X射線產(chǎn)生單元、樣品X射線熒光探測單元、MCA信號處理單元和控制單元使得單元裝置體積大大縮小，且增強了單元的穩(wěn)定性，便于安裝和維護。本發(fā)明選用強度高的高壓發(fā)生器和微型X光管，輸出X射線強度可調(diào)可控的射線激發(fā)源；采用體積小、重量輕，能在常溫下進行工作，且分辨率高、長期工作穩(wěn)定的半導體探測器；采用高質(zhì)量的真空測試室；運用現(xiàn)代電子、計算機技術的多道分析儀，并將這些單元集成化，減小有機油中重金屬在線檢測單元的體積及重量，提高了系統(tǒng)的工作性能和穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明中套裝式氧化鋅避雷器的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式參看圖1，本發(fā)明的有機油中重金屬在線檢測裝置，包括測試真空單元，有機油油路循環(huán)單元，可控χ射線激發(fā)源單元，檢測信號采集單元，檢測信號分析單元和檢測控制單元，其中有機油油路循環(huán)單元通過有機油回路分別與所述測試真空單元和有機油冷卻或潤滑設備1連接，所述可控X射線激發(fā)源單元和檢測信號采集單元位于所述測試真空單元內(nèi)，所述可控X射線激發(fā)源單元通過信號傳輸線與檢測控制單元連接，所述檢測信號分析單元通過信號傳輸線分別與檢測信號采集單元和檢測控制單元連接。測試真空單元用于為有機油檢測提供真空環(huán)境，該測試真空單元由真空測試室8 和抽真空機構組成，其中抽真空機構由通過輸氣管線與真空測試室8連接的抽真空電磁閥 13、真空釋壓電磁閥10、11和真空泵12構成。其中，可以設置1個真空釋壓電磁閥10，通過三通設置在抽真空電磁閥13與真空測試室8之間，用于真空測試室8在檢測后的釋真空； 也可設置2個真空釋壓電磁閥10、11，通過三通分別設置在抽真空電磁閥13的兩側(cè)。位于抽真空電磁閥13與真空泵12之間的真空釋壓電磁閥11在抽真空完畢后用于真空泵12的釋真空，使真空泵12兩端的壓力恢復到常壓，利于延長真空泵12的使用壽命。真空測試室 8內(nèi)設有樣品托架7，抽真空電磁閥13、真空釋壓電磁閥10、11和真空泵12分別通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，并接受檢測控制單元的動作指令。所述真空泵12可采用德國KNF氣體真空泵，配合真空樣品測試室8，使得在氣路側(cè)形成負壓，進一步加快抽真空速度。真空測試室8上還設有壓力傳感器14，壓力傳感器14通過信號傳輸線與檢測控制單元連接，對真空測試室8內(nèi)的壓力進行實時監(jiān)測，利于保持真空測試室8的真空狀態(tài)，提高測試腔體的真空度及探測器17的探測效率。有機油油路循環(huán)單元用于有機油的在線檢測取樣和檢測油樣的回用，該有機油油路循環(huán)單元包括分別與用有機油絕緣冷卻、潤滑的充油設備1和所述真空測試室8連接的油樣輸油管和回油管。其中，油樣輸油管和回油管采用SWAGEL0K不銹鋼管制作，可以防止油樣在循環(huán)過程中的污染變質(zhì)，保證所述充油設備1本體的安全運行和油路與氣路的安全運行。油樣輸油管上設有取油三通閥沈、過濾器25、手動閥4、微型磁力油泵M和測試給油電磁閥6 ；回油管上設有回油電磁閥9、回油止回閥5、手動閥4、緩沖池3和回油三通閥2， 取油三通閥沈和回油三通閥2分別作為備用檢油口，供油品實驗室分析取樣。油樣輸油管和回油管均伸進真空測試室8內(nèi)，并與所述樣品托架7連接。微型磁力油泵M、測試給油電磁閥6和回油電磁閥9分別通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，接受檢測控制單元的動作指令。所述取油三通閥26和過濾器25構成有機油預處理裝置，用過濾器25將油樣中的固體顆粒雜質(zhì)濾除所述微型磁力油泵用來對油回路進行強制循環(huán)，在控制單元的控制下以適當速度將預處理后的有機油送入真空測試室8。測試給油電磁閥6和回油電磁閥9在控制單元的控制下對真空測試室8內(nèi)檢測油路和油路循環(huán)油路進行隔離，為油樣檢測提供一個穩(wěn)定的環(huán)境。緩沖池3與手動閥4及回油三通閥2的直通管連接，以保證高速油路循環(huán)不會對設備本體及樣品托架7造成損害；回油止回閥5用于防止有機油倒流。可控X射線激發(fā)源單元包括高壓發(fā)生器21、微型X光管20和準直器23，用于檢測所需X射線的發(fā)生和發(fā)射。其中，高壓發(fā)生器21通過高壓回路與微型X光管20連接，并通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，微型X光管20和準直器23均設置在所述真空測試室8內(nèi)。微型X光管20的激發(fā)源采用下照射式，并與探測器17的探測光路成90°夾角， 微型X光管20的激發(fā)源與探測器17的探測光路分別與樣品托架7上的樣品表面成45° 夾角布置。微型X光管20采用負高壓結(jié)構，其陰極接負高壓，并在負高壓上疊加有一個低壓交流信號，用于加熱燈絲；微型X光管20的陽極接地，并與所述真空測試室8的基座固定連接，通過提高微型X光管20管流的彌補，可以提高測量的效率。準直器23設在微型X 光管20激發(fā)源的出射窗口處，用于射線的準直。所述高壓發(fā)生器21的額定電壓為5kV 50kV,配合使用由微型X光管20構成的可控X射線激發(fā)源，其激發(fā)源的能量范圍及強度均可調(diào)，擺脫了傳統(tǒng)X熒光分析對同位素源的依賴，避免了同位素源對環(huán)境和人員可能造成的危害。檢測信號采集單元由探測器17和準直器22組成，用于有機油檢測信號的采集。所述探測器17采用電致冷的Si-PIN半導體探測器，使得探測器17原有的工作溫度由-200°C 升高到-30°C，大大降低了探測器17的制冷要求，且分辨率高、工作穩(wěn)定；準直器22位于探測器17的前端，采用2mm直徑的鋁合金管材制件，可以明顯提高儀器的分辨率。檢測信號分析單元包括通過信號傳輸線連接的一個程控放大器19和一個多道分析儀18，用于將有機油檢測信號進行處理和分析，其中，程控放大器19通過信號傳輸線分別與所述探測器17和有機油檢測控制單元連接，多道分析儀18的一端通過信號傳輸線與有機油檢測控制單元連接。所述多道分析儀18可采用基于ARM處理器的多道分析儀。多道分析儀18用于實時分析處理探測器產(chǎn)生電信號，并通過控制單元的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)對有機油中重金屬的在線檢測。檢測控制單元，用于有機油在線檢測單元的控制及檢測信號的處理、存儲和顯示， 并按設定程序進行各部動作的控制。該檢測控制單元包括一個工控機15、一個顯示器、一個壓力傳感器14和遠傳終端上位機27，其中，壓力傳感器14與所述真空測試室8連接，用于真空測試室8內(nèi)壓力信號的采集。在工控機15內(nèi)設有
一個程控放大器模塊，用于所述程控放大器19的控制； 一個多道分析儀模塊，用于所述多道分析儀18的控制； 一個電機控制模塊，用于所述微型磁力油泵M和真空泵12啟停的控制； 一個信號采集及數(shù)據(jù)處理模塊，用于有機油檢測分析信號的處理和存儲，并通過顯示器在線顯示；
一個狀態(tài)指示及故障處理模塊，用于有機油中重金屬在線檢測單元運行狀態(tài)的監(jiān)控、 顯示以及發(fā)生故障的處理；
一個數(shù)據(jù)傳輸模塊，利用RS485接口將計算結(jié)果遠傳至終端上位機27的在線監(jiān)測單元軟件，并時刻等待在線監(jiān)測單元軟件的命令。
所述電機控制模塊采用電磁繼電器(由ARM處理器的GPIO管腳高低電平進行控制)對系統(tǒng)中的測試給油電磁閥測6、回油電磁閥9、微型磁力油泵M、抽真空電磁閥13、真空釋壓電磁閥10、11和真空泵12的動作進行控制，實現(xiàn)油中重金屬的在線檢測整體流程； 狀態(tài)指示及故障處理模塊用來指示系統(tǒng)工作流程中出現(xiàn)的各種錯誤并及時做出報警和處理。一種有機油中重金屬在線檢測方法，是按以下步驟進行 步驟1 初始化
首先對控制系統(tǒng)進行初始化，包括微型磁力油泵M、測試給油電磁閥6、回油電磁閥9、 抽真空電磁閥13、真空釋壓電磁閥10、11、真空泵12、壓力表14、高壓發(fā)生器21、探測器17 和程控放大器19的調(diào)試以及工控機15及其外圍接口的初始化，防止上次的誤操作，檢測真空測試室8內(nèi)的壓力是否正常并能進行相應的動作，檢測環(huán)境溫、濕度，檢測微型磁力油泵 M的轉(zhuǎn)動頻率，該頻率過高會導致油流帶靜電，影響設備的正常運行。然后將所述有機油油路循環(huán)單元中的手動閥4、測試給油電磁閥6和回油電磁閥9打開，啟動微型磁力油泵M， 使檢測油樣由所述充油設備1中流入所述真空測試室8內(nèi)，再從真空測試室8流回充油設備1，并調(diào)整微型磁力油泵M轉(zhuǎn)速，使油路循環(huán)過程的油流速度控制在200mL/min以下，避免油流帶電的發(fā)生；至少完成一個循環(huán)，使有機油油路循環(huán)單元處于初始化狀態(tài)。在初始狀態(tài)下，抽真空電磁閥13與真空泵12之間的真空釋壓電磁閥11常開，抽真空電磁閥13及其與真空檢測室8之間的真空釋壓電磁閥10常閉。其中抽真空電磁閥13與真空泵12之間的真空釋壓電磁閥11為常開型，抽真空電磁閥13及其與真空檢測室8之間的真空釋壓電磁閥10為常閉型。這樣，避免了長時間工作，抽真空電磁閥13與真空泵12之間的真空釋壓電磁閥11與抽真空電磁閥13只在抽氣瞬間工作，抽真空電磁閥13與真空檢測室8之間的真空釋壓電磁閥10只在放氣釋壓瞬間工作。步驟2 抽真空及檢測
檢測前對真空測試室8進行抽真空，先關閉真空釋壓電磁閥10，打開抽真空電磁閥 13，啟動真空泵12開始抽氣，抽到一定時間后，關閉抽真空電磁閥13和真空泵12停止抽氣；然后，關閉測試給油電磁閥6和回油電磁閥9，并關閉微型磁力油泵M使之停止運轉(zhuǎn)； 保證被測油樣穩(wěn)定后，在所述檢測控制單元的自動控制下開始檢測逐漸增加高壓發(fā)生器 21的電壓使之達到設定值時，使微型X光管20產(chǎn)生足夠強的X光，并通過準直器23照射在油樣上，產(chǎn)生反射熒光；反射熒光被探測器17檢測，產(chǎn)生對應的電信號，該信號經(jīng)程控放大器19放大后由多道分析儀18采集和處理，通過檢測信號采集單元、檢測信號分析單元的檢測分析，并轉(zhuǎn)換為油樣中的重金屬含量數(shù)據(jù)信號，再將檢測重金屬含量數(shù)據(jù)信號通過檢測控制單元進行處理、記錄、存儲和在線顯示，即完成油樣中的重金屬含量的檢測。有機油中重金屬在線監(jiān)測自動控制流程具體如下
①設定系統(tǒng)檢測的自動流程開始時間，在等待定時達到時間段內(nèi)，若接收到遠程終端上位機27在線監(jiān)控軟件的命令則響應。定時時間達到后，先關閉數(shù)據(jù)接收中斷，再次進行外圍設備是否正常、微型磁力油泵M的轉(zhuǎn)動頻率是否正常等檢驗，其中任何一項檢驗出現(xiàn)問題，系統(tǒng)均會自動跳出自動流程；
②真空樣品測試室初始化打開MVDC給工控機15外圍供電，檢測壓力傳感器14，若顯示上次放氣未充分，則打開真空釋壓電磁閥10，待壓力傳感器14顯示真空測試室8內(nèi)與大氣壓力相同時，關閉真空釋壓電磁閥10 ；
③抽真空過程關閉真空釋壓電磁閥10，打開抽真空電磁閥13和真空泵12，抽真空 5min后，等待IOs使系統(tǒng)穩(wěn)定，關閉抽真空電磁閥13和真空泵12，停止抽真空，打開真空釋壓電磁閥111，使得真空系統(tǒng)保持真空而真空泵12兩端的壓力恢復到常壓；
④油樣檢測過程等待5min，待系統(tǒng)穩(wěn)定后打開220VAC電源16，關閉測試給油電磁閥 6、回油電磁閥9、微型磁力油泵24，開啟微型X光管20、探測器17及多道分析儀18。逐漸增加高壓發(fā)生器21的電壓，并將其輸出電壓值控制在30 50kW，使微型X光管20產(chǎn)生足夠強的X光，并通過準直器23照射在油樣上，產(chǎn)生反射熒光；反射熒光被探測器17檢測，產(chǎn)生對應的電信號，該信號經(jīng)放大后由多道分析儀18采集和處理，分析出油樣中的重金屬含量；
⑤停止油樣檢測關閉微型X光管20、探測器17及多道分析儀18，打開測試給油電磁閥6、回油電磁閥9、微型磁力油泵M，打開真空釋壓電磁閥10，待壓力傳感器14檢測真空測試室8內(nèi)的壓力等于大氣壓時，關閉真空釋壓電磁閥10。最后關閉220V電源16，等待 Imin讓系統(tǒng)穩(wěn)定，然后關閉MVDC電源；打開RS485中斷，等待響應遠程終端上位機27的在線監(jiān)控軟件命令；
⑥數(shù)據(jù)傳輸及瀏覽油樣中的重金屬檢測數(shù)據(jù)通過ARM發(fā)送給遠程終端上位機27的軟件，遠程終端上位機27的軟件形成重金屬能量譜圖形及重金屬含量報告，通過GSM無線傳輸?shù)较嚓P管理和維護人員的手機或配備的手持數(shù)據(jù)終端，同時也可以通過GSM發(fā)送命令到系統(tǒng)上，瀏覽歷史數(shù)據(jù)等。步驟3 釋真空步驟
待油樣中的重金屬含量檢測完畢后，打開真空釋壓電磁閥，待真空測試室內(nèi)壓力達到常壓時關閉真空釋壓電磁閥，同時啟動微型磁力油泵，使油路處于循環(huán)流動狀態(tài)。重復步驟2、3，即可實現(xiàn)有機油中重金屬的在線檢測。
權利要求
1. 一種有機油中重金屬在線檢測裝置，其特征在于它包括 一個測試真空單元，用于為有機油檢測提供真空環(huán)境； 一個有機油油路循環(huán)單元，用于有機油的檢測取樣和檢測油樣的回用； 一個可控X射線激發(fā)源單元，用于檢測所需X射線的發(fā)生和發(fā)射； 一個檢測信號采集單元，用于有機油檢測信號的采集； 一個檢測信號分析單元，將有機油檢測信號進行處理和分析； 一個檢測控制單元，用于有機油在線檢測單元的控制及檢測信號的處理、存儲和顯示， 并按設定程序進行各部動作的控制；所述有機油油路循環(huán)單元通過有機油回路分別與所述測試真空單元和有機油冷卻或潤滑設備連接，所述可控X射線激發(fā)源單元和檢測信號采集單元位于所述測試真空單元內(nèi)，所述可控X射線激發(fā)源單元通過信號傳輸線與檢測控制單元連接，所述檢測信號分析單元通過信號傳輸線分別與檢測信號采集單元和檢測控制單元連接；所述測試真空單元由真空測試室和抽真空機構組成，其中抽真空機構由通過輸氣管線與真空測試室連接的抽真空電磁閥、真空釋壓電磁閥和真空泵構成，真空測試室內(nèi)設有樣品托架，真空電磁閥和真空泵分別通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，并接受檢測控制單元的動作指令，真空測試室上設有壓力傳感器；所述有機油油路循環(huán)單元包括分別與使用有機油冷卻、潤滑的充油設備和所述真空測試室連接的油樣輸油管和回油管，所述油樣輸油管上設有取油三通閥、過濾器、手動閥、微型磁力油泵和測試給油電磁閥，所述回油管上設有回油電磁閥、回油止回閥、手動閥、緩沖池和回油三通閥，所述油樣輸油管和回油管均伸進真空測試室內(nèi)，并與所述樣品托架連接， 其中微型磁力油泵、測試給油電磁閥和回油電磁閥分別通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接；所述可控X射線激發(fā)源單元包括高壓發(fā)生器、微型X光管和準直器，其中高壓發(fā)生器通過高壓回路與微型X光管連接，并通過信號傳輸線與所述檢測控制單元連接，微型X光管和準直器均設置在所述真空測試室內(nèi)；所述檢測信號采集單元由探測器和準直器組成，其中檢測信號分析單元包括通過信號傳輸線連接的一個程控放大器和一個多道分析儀，所述程控放大器的通過信號傳輸線分別與所述探測器和有機油檢測控制單元連接，多道分析儀的一端通過信號傳輸線與有機油檢測控制單元連接；所述檢測控制單元包括一個工控機、一個顯示器、一個壓力傳感器和遠傳終端上位機， 其中，壓力傳感器與所述真空測試室連接，用于真空測試室內(nèi)壓力信號的采集； 工控機內(nèi)設有一個程控放大器模塊，用于所述程控放大器的控制； 一個多道分析儀模塊，用于所述多道分析儀的控制； 一個電機控制模塊，用于所述微型磁力油泵和真空泵啟停的控制； 一個信號采集及數(shù)據(jù)處理模塊，用于有機油檢測分析信號的處理和存儲，并通過顯示器予以顯示；一個狀態(tài)指示及故障處理模塊，用于有機油中重金屬在線檢測單元運行狀態(tài)的監(jiān)控、 顯示以及發(fā)生故障的處理；一個數(shù)據(jù)傳輸模塊，利用RS485接口將計算結(jié)果遠傳至上位終端機的在線監(jiān)測單元軟件，并時刻等待在線監(jiān)測單元軟件的命令。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機油中重金屬在線檢測裝置，其特征在于所述真空釋壓電磁閥的數(shù)量為1 2個。
3.根據(jù)權利要求1所述的有機油中重金屬在線檢測裝置，其特征在于所述探測器采用電致冷的Si-PIN半導體探測器。
4.根據(jù)權利要求1所述的有機油中重金屬在線檢測裝置，其特征在于所述多道分析儀采用基于ARM處理器的多道分析儀。
5.根據(jù)權利要求1所述的有機油中重金屬在線檢測裝置，其特征在于所述油樣輸油管和回油管采用SWAGEL0K不銹鋼管材制件。
6.根據(jù)權利要求1所述的有機油中重金屬在線檢測裝置，其特征在于所述微型X光管的激發(fā)源采用下照射式，并與所述探測器的入射光路成90°夾角，微型X光管的激發(fā)源與樣品表面分別成45°夾角布置；微型X光管采用負高壓結(jié)構，陰極接負高壓，并在負高壓上疊加有一個低壓交流信號，用于加熱燈絲，微型X光管的陽極接地，與所述真空測試室的基座固定連接。
7.一種有機油中重金屬在線檢測方法，其特征在于它是按以下步驟進行步驟1 初始化將所述有機油油路循環(huán)單元中的手動閥、測試給油電磁閥和回油電磁閥打開，啟動微型磁力油泵，使檢測油樣由所述充油設備中流入所述真空測試室內(nèi)，再從真空測試室流回充油設備，至少完成一個循環(huán)，使有機油油路循環(huán)單元處于初始化狀態(tài)； 步驟2 抽真空及檢測檢測前對真空測試室進行抽真空，先關閉真空釋壓電磁閥，打開抽真空電磁閥，啟動真空泵開始抽氣，抽到一定時間后，關閉抽真空電磁閥，停止抽氣；然后，關閉測試給油電磁閥和回油電磁閥，并關閉微型磁力油泵使之停止運轉(zhuǎn)；保證被測油樣穩(wěn)定后，開始檢測在所述檢測控制單元的自動控制下，逐漸增加高壓發(fā)生器的電壓使之達到設定值時，通過檢測信號采集單元、檢測信號分析單元檢測分析并轉(zhuǎn)換為油樣中的重金屬含量數(shù)據(jù)信號，再將檢測重金屬含量數(shù)據(jù)信號通過檢測控制單元進行處理、記錄、存儲和在線顯示，即完成油樣中的重金屬含量的檢測；步驟3 釋真空步驟 待油樣中的重金屬含量檢測完畢后，打開真空釋壓電磁閥，待真空測試室內(nèi)壓力達到常壓時關閉真空釋壓電磁閥，同時啟動微型磁力油泵，使油路處于循環(huán)流動狀態(tài)即可。
8.如權利要求2所述的有機油中重金屬在線檢測方法，其特征在于所述步驟2中，高壓發(fā)生器的電壓設定值為30kV 50kV。
9.如權利要求2所述的有機油中重金屬在線檢測方法，其特征在于所述步驟3中，油路循環(huán)過程的油流速度控制在200mL/min以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機油中重金屬在線檢測裝置及方法，所述檢測裝置包括測試真空單元、有機油油路循環(huán)單元、可控X射線激發(fā)源單元、檢測信號采集單元、檢測信號分析單元和檢測控制單元。采用本發(fā)明的檢測裝置及方法能夠快速達到被測油樣的均勻穩(wěn)定，并通過可控的X射線激發(fā)源使得微型X光管產(chǎn)生足夠強的X光，以及真空閥的自動控制，提高了探測效率；采用基于高性能處理器的多道分析儀檢測和處理探測器電信號，并且通過高性能處理器對整個流程進行控制和狀態(tài)檢測，結(jié)合遠程終端上位機的軟件進行故障診斷，檢測精度可以達到0.1ppm，分辨率為0.05ppm。
文檔編號G01N23/223GK102495087SQ20111038914
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權日2011年11月30日
發(fā)明者劉守明, 史宏偉 申請人:河南省電力公司周口供電公司