專利名稱：一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)上六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及到一種應(yīng)用雙路雙檢測(cè)高壓模塊恒壓放電法對(duì)六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法。
二背景技術(shù)：
六氟化硫氣體具有很好的滅弧和絕緣功能，因此,六氟化硫氣體廣泛地應(yīng)用在電力設(shè)備中，如六氟化硫氣體高壓斷路器，六氟化硫氣體封閉組合電器,管道母線等.純凈的六氟化硫氣體是一種無(wú)色,無(wú)味,無(wú)毒,難燃的鹵素化合物，在低于15(TC情況下，六氟化硫氣體呈化學(xué)惰性,但在大功率電弧，火花和放電電暈作用下，六氟化硫氣體能分解和游離出多種有毒和腐蝕性物質(zhì).因此,在使用六氟化硫氣體電力設(shè)備中，六氟化硫氣體的泄漏不僅對(duì)開關(guān)設(shè)備的性能有所影響，更主要的是有毒分解物對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重破壞.由于上述原因,對(duì)六氟化硫氣體電力設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和防護(hù),以保障人力,設(shè)備,環(huán)境的安全就顯得尤為重要。
在專利號(hào)為ZL 200510037936.2，公開號(hào)CN 1648653，名稱為測(cè)量六
氟化硫氣體濃度的變送器及其測(cè)量方法；該變送器具有超聲波檢測(cè)裝置、單片機(jī)和環(huán)境參數(shù)采集電路。超聲波檢測(cè)裝置具有波形發(fā)生器、放大隔離電路、采樣裝置、參照裝置、隔離放大整形電路、比較及測(cè)量濾波器、分頻器和晶振電路。環(huán)境參數(shù)采集電路具有溫度采集電路。使用時(shí)，單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的程序算式以超聲波檢測(cè)裝置測(cè)得的超聲測(cè)量信號(hào)和環(huán)境參數(shù)采集電路測(cè)得的溫度信號(hào)為變量而算出六氟化硫氣體濃度。本發(fā)明的變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全，能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，可對(duì)低濃度六氟化硫氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量且精度較高。但該方法只是單純釆用進(jìn)口鹵素氣體探頭進(jìn)行單路監(jiān)測(cè)六氟化硫氣體，只能模糊測(cè)定六氟化硫氣體濃度，易出現(xiàn)誤差。
在專利號(hào)為ZL 200520069082.1，公開號(hào)CN 2773672，名稱為六氟化硫氣體濃度的光學(xué)檢測(cè)裝置，該六氟化硫氣體濃度的光學(xué)檢測(cè)裝置，具有光發(fā)射裝置、光路裝置、氣路通道選擇器、進(jìn)氣通道、出氣通道和待測(cè)氣體輸入通道；光路裝置的內(nèi)部具有窄帶濾光器、功率衰減器、分光器、透光器、進(jìn)氣口、出氣口和參考光出口；光發(fā)射裝置的光發(fā)射端發(fā)射出的光線所在直線與光路裝置的軸心線在同一條直線上；氣路通道選擇器的待測(cè)氣體輸入通道輸入端接待測(cè)氣體輸入通道，氣路通道選擇器的待測(cè)氣體輸入通道輸出端經(jīng)進(jìn)氣通道接進(jìn)氣口；出氣口接出氣通道與外界相連。采用紅外光光學(xué)裝置對(duì)六氟化硫氣體濃度進(jìn)行測(cè)量，具有測(cè)量范圍寬、靈敏度高、精度高、響應(yīng)速度快、有良好的選擇性、能進(jìn)行連續(xù)分析等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。但該裝置結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，且通過(guò)該光學(xué)檢測(cè)裝置只能特定于對(duì)六氟化硫氣體，而不能同時(shí)對(duì)六氟化硫氣體其它有害的衍生氣體同時(shí)檢測(cè)。
二、 本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種應(yīng)用雙路雙檢測(cè)高壓模塊恒壓放電法通過(guò)放電電流測(cè)量對(duì)六氟化硫氣體及其衍生氣體含量監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法。
本發(fā)明是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由主機(jī)及與之相連的多個(gè)變送器組成，主機(jī)主要包括機(jī)箱、觸摸屏顯示器、主板(CPU)，日歷時(shí)鐘裝置、語(yǔ)音裝置、非易失性存儲(chǔ)器、主機(jī)電源及分別與風(fēng)機(jī)和報(bào)警器相連的驅(qū)動(dòng)裝置；主機(jī)與能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控帶j的上位機(jī)相連；變送器主要包括有機(jī)箱、釆集傳感器、數(shù)據(jù)主板CPU、高壓模塊。
當(dāng)六氟化硫氣體泄漏時(shí)，氣體因比重大向下走，安裝在地面上的變送器內(nèi)傳感采集器通過(guò)采集六氟化硫氣體引起通過(guò)放電電流變化，分析計(jì)算相應(yīng)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度，并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，使在設(shè)定范圍進(jìn)行報(bào)警及排風(fēng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人身和設(shè)備安全的防護(hù)。變送器內(nèi)分別安裝高壓恒壓模塊一和高壓恒壓模塊二并由變送器主板CPU控制的運(yùn)行，實(shí)時(shí)進(jìn)行高壓放電，當(dāng)六氟化硫氣體及其衍生氣體接近變送采集器時(shí)引起電流的變化，變送器內(nèi)傳感采集器通過(guò)采集六氟化硫氣體所引起的通過(guò)放電電流變化，經(jīng)信號(hào)預(yù)處理A/D變換傳送到主機(jī),主機(jī)CPU對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，剔除異常數(shù)據(jù)并啟用另一路比對(duì)變送器取樣采集檢測(cè),經(jīng)主機(jī)分析計(jì)算修正后,分析計(jì)算得出相應(yīng)精準(zhǔn)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度，數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上,并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，使數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍超限時(shí)進(jìn)行報(bào)警及排風(fēng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人身和設(shè)備安全的防護(hù)。
5綜上所述，本發(fā)明為提高六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性和可靠性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了雙路雙檢測(cè)比對(duì)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路，對(duì)主六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有疑問(wèn)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)比對(duì)的六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路進(jìn)行比對(duì)，大大提高了可靠性?？膳浣佣喾N變送器，具的多個(gè)區(qū)域的獨(dú)立監(jiān)控能力，并可對(duì)多個(gè)對(duì)象如換氣風(fēng)機(jī)、降溫風(fēng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制；且具有數(shù)據(jù)記錄功能，對(duì)名種報(bào)警和控制對(duì)象的動(dòng)作進(jìn)行記錄保存，記錄停電不丟失；可通過(guò)配接相應(yīng)的通訊軟件可和變電站監(jiān)控軟件對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙信、遙測(cè)、遙測(cè)功能；同時(shí)本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)輕巧，安裝及使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，是一種理想的新型六氟化硫氣體
及其衍生氣體含量監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置。
四

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)模塊示意圖2本發(fā)明主機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊示意圖3本發(fā)明主機(jī)CPU (LPC2292)引腳P0配置圖表；
圖4本發(fā)明主機(jī)CPU (LPC2292)引腳P1配置圖表；
圖5本發(fā)明主機(jī)CPU (LPC2292)引腳P2配置圖表；
圖6本發(fā)明主機(jī)CPU (LPC2292)引腳P3配置圖表；
圖7本發(fā)明變送器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊示意圖8本發(fā)明變送器CPU (LPC2119)引腳P0配置圖表；
圖9本發(fā)明變送器CPU (LPC2119)引腳P1配置圖表；
圖10本發(fā)明主機(jī)軟件流程框圖ll本發(fā)明變送器軟件流程框五、 本發(fā)明具體實(shí)施例現(xiàn)結(jié)合附圖詳述本發(fā)明
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，本發(fā)明主要由主機(jī)11及通過(guò)CAN總線與之相連的多個(gè)變送器15組成，主機(jī)11與可實(shí)現(xiàn)遙控的上位機(jī)12和聯(lián)動(dòng)的風(fēng)機(jī)13及報(bào)警裝置14相連。
如圖2所示，本發(fā)明主機(jī)主要包括機(jī)箱、觸摸屏顯示器22、主板(CPU) 21，日歷時(shí)鐘裝置23、語(yǔ)音裝置24、非易失性存儲(chǔ)器25、主機(jī)電源26、 LCD接口電路27及
6分別與風(fēng)機(jī)和報(bào)警器相連的驅(qū)動(dòng)裝置28、 29; A/M設(shè)置開關(guān)30和輸出驅(qū)動(dòng)電路31。
其中
1、 主板(CPU) 21采用的CPU為L(zhǎng)PC2292，是NXP公司生產(chǎn)的ARM7系列的嵌入式CPU,LPC2292采用12MHZ的晶振，經(jīng)PLL電路5倍頻生成60MHZ時(shí)鐘信號(hào)供全系統(tǒng)使用。LPC2292的地址空間分為內(nèi)置和外部二個(gè)部分，LPC2292的引腳分為P0、 Pl、 P2、 P3四個(gè)部分，其配置分別如圖3、圖4、圖5、圖6所示。
2、 LPC2292的定時(shí)器設(shè)置本發(fā)明使用了 LPC2292的定時(shí)器0，工作模式為定時(shí)器，周期為20mS，中斷方式。
3、 LPC2292的串行接口設(shè)置和串行接口驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明使用了 LPC2292的2個(gè)串口，波特率均為9600bps:
① .UARTO配置有RS-232驅(qū)動(dòng)電路SP3232，正常工作時(shí)與觸摸屏連接，作為觸摸屏
的信號(hào)輸入；ISP編程時(shí)與PC機(jī)連接，作為ISP編程接口；
② .UART1可選RS-232驅(qū)動(dòng)或RS485驅(qū)動(dòng)電路，作為與上位機(jī)的通信接口 。
4、 LPC2292的CAN接口和CAN驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明采用了 LPC2292的2個(gè)CAN 口 ，均設(shè)置有光電隔離電路
① .CAN1用于變送器的通信，波特率為50Kbps，采用中斷方式工作；
② .CAN2作為備用的通信接口，擬作為與上位機(jī)的通信接口。
5、 LCD接口電路27
本發(fā)明采用智能型LCD顯示器，主機(jī)使用并行接口對(duì)其進(jìn)行控制。為提高傳輸速度，該并行接口的數(shù)據(jù)部分直接與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線連接，并使用PO. 27用于復(fù)位控制；PO. 28用于關(guān)閉背光控制；P0.29作為忙信號(hào)輸入；P0.30控制LCD顯示器的輸入選通信號(hào)。
6、 非易失性存儲(chǔ)器25
本發(fā)明采用帶有后備電池的62WV5128靜態(tài)存儲(chǔ)器作為非易失性存儲(chǔ)器，保存系統(tǒng)的歷史記錄數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)器具有512K字節(jié)的容量，可以保存大量歷史記錄數(shù)據(jù)。為保證傳輸速度，該靜態(tài)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)和地址接口均直接與系統(tǒng)總線連接。
7、 日歷時(shí)鐘裝置電路23
本發(fā)明采用ST公司的M41T0日歷時(shí)鐘電路，與靜態(tài)存儲(chǔ)器62WV5128共用后備電池，通過(guò)I2C接口與LPC2292連接。
8、 語(yǔ)音裝置電路24
本發(fā)明采用ISD1420為存儲(chǔ)和放音電路，LM386為功率放大器，PO. 4-PO. 7控制語(yǔ)音段，Pl. 24控制放音的啟動(dòng)和停止。
9、 A/M設(shè)置開關(guān)和輸出驅(qū)動(dòng)電路
本發(fā)明通過(guò)GPIO輸入A/M設(shè)置開關(guān)的狀態(tài)；輸出則通過(guò)GPIO輸出控制信號(hào)，經(jīng)MC1413放大后控制繼電器輸出。
10、 電源電路26
本發(fā)明釆用12V直流供電，分2路供主機(jī)各部分工作
① .采用MC34063組成的開關(guān)電源輸出5V電壓，供接口電路工作，再經(jīng)過(guò)LDO穩(wěn)
壓器輸出3. 3V和1.8V電壓，供CPU接口電路和內(nèi)核工作
② .12V直流電壓供LCD顯示器、語(yǔ)音放大電路和功率輸出電路
如圖七所示，本發(fā)明變送器主要包括有機(jī)箱、采集傳感器、數(shù)據(jù)主板CPU71、高壓模塊72、調(diào)理電路模塊73、 A/D輸入模塊74;所述的采集傳感器包括有六氟化硫氣體及其衍生氣體傳感器75、濕度傳感器76、氧量傳感器77、 H2S傳感器78、 S02傳感器79及溫度傳感器80;溫度傳感器80直接與主板CPU71 LPC2119相連，六氟化硫氣體及其衍生氣體傳感器75、濕度傳感器76、氧量傳感器77、 H2S傳感器78、 S02傳感器79均通過(guò)調(diào)理電路模塊73經(jīng)A/D輸入模塊74與主板CPU71 LPC2119相連；高壓模塊72分為高壓模塊一和高壓模塊二，由主板CPU71 LPC2119分別控制高壓模塊一和高壓模塊二的運(yùn)行并與六氟化硫氣體及其衍生氣體傳感器75相連。
其中數(shù)據(jù)主板CPU71采用的是LPC2119，是NXP公司生產(chǎn)的ARM7系列的嵌入式CPU,LPC2119采用12MHZ的晶振，經(jīng)PLL電路5倍頻生成60MHZ時(shí)鐘信號(hào)供全系統(tǒng)使用。LPC2119的引腳分為P0、 Pl二個(gè)部分，分別如圖八、圖九所示。
1. LPC2119的定時(shí)器設(shè)置
本發(fā)明使用了 LPC2119的定時(shí)器0，工作模式為定時(shí)器，周期為20mS，中斷方式。
2. LPC2119的串行接口設(shè)置
本發(fā)明使用了 LPC2119的UARTO，用于ISP編程。為降低成本，該接口未配置RS-232驅(qū)動(dòng)電路，與PC機(jī)連接時(shí)應(yīng)另外配置RS-232驅(qū)動(dòng)電路。
3. LPC2119的CAN接口和C緒驅(qū)動(dòng)電路81本發(fā)明采用了LPC2119的CAN1，用于變送器的通信，波特率為50Kbps，采用中斷方
式工作；設(shè)置有光電隔離電路
4. A/D接口電路
本發(fā)明采用LPC2119的10位A/U模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由于LPC2119僅有4路A/D轉(zhuǎn)換器，因此系統(tǒng)擴(kuò)展了 1片CD4501模擬開關(guān)電路。
5. 六氟化硫氣體檢測(cè)電路
六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路采用高壓模塊恒壓放電法，通過(guò)放電電流測(cè)量六氟化硫氣體的含量。為提高六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性和可靠性，采用了以下2個(gè)改進(jìn)方法
① .增加了備用的六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路，對(duì)主六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有懷疑時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)備用的六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路進(jìn)行比對(duì)，提高了可靠性；
② .對(duì)六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路的高壓模塊恒壓放電進(jìn)行能量限制，減少傳感器的消耗。
GPIO的PO. 7和PO. 6分別控制高壓模塊一和高壓模塊二的運(yùn)行。由于高壓模塊的電路結(jié)構(gòu)，六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路的輸出電壓與習(xí)慣性要求有所不同，采用軟件運(yùn)算的方法加以解決。
6. 氧量、濕度、H2S和S02檢測(cè)電路
氧量、濕度、H2S和S02傳感器的輸出均為模擬量信號(hào)，調(diào)理后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器輸入。H2S和S02傳感器的輸出為微電流信號(hào)，本設(shè)計(jì)采用了傳感器制造商建議的調(diào)理電路。
7. 溫度檢測(cè)電路
溫度檢測(cè)電路采用了 DS18B20數(shù)字接口的溫度傳感器，由GPIO直接控制和讀取檢測(cè)值，精度較高但檢測(cè)速度較慢。8.電源電路
本發(fā)明采用24V直流供電，分2路供變送器各部分工作-
① .采用MC34063組成的開關(guān)電源輸出5V電壓，供接口電路工作，再經(jīng)過(guò)LD0穩(wěn)
壓器輸出3.3V和1.8V電壓，供CPU接口電路和內(nèi)核工作
② .采用MC7812穩(wěn)壓輸出12V電壓，供六氟化硫氣體高壓電源使用。
本發(fā)明主機(jī)與變送器之間的傳輸協(xié)議本發(fā)明系統(tǒng)主機(jī)-變送器傳輸是基于CAN2.0B協(xié)議的，為兼顧傳輸速度和距離，選用的波特率為50Kbps，傳輸距離可達(dá)1200米，傳輸采用主從方式。
本發(fā)明上位機(jī)與系統(tǒng)主機(jī)的通信協(xié)議
上位機(jī)與系統(tǒng)主機(jī)的通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232或RS-485通訊標(biāo)準(zhǔn)，波特率為9600，采用ll位有帶奇校驗(yàn)的格式。傳輸協(xié)議采用主從方式，上位機(jī)作為主控端(以下簡(jiǎn)稱PC)，系統(tǒng)主機(jī)作為被動(dòng)端以下簡(jiǎn)稱(RTU)，所有操作通過(guò)上位機(jī)發(fā)命令，系統(tǒng)主機(jī)作為等待響應(yīng)。
PC到RTU及RTU到PC都采用統(tǒng)一格式，具體包格式如下
起始碼為主要為增加容錯(cuò)功能，確定有效數(shù)據(jù)的起始'$' —個(gè)字節(jié)十六進(jìn)制即為24;
設(shè)備地址所要控制或接收信息的設(shè)備地址，十六進(jìn)制數(shù)，長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)，發(fā)
送時(shí)作為設(shè)備選擇，返回時(shí)作為設(shè)備代號(hào)；長(zhǎng) 度所要傳送信息內(nèi)容加上校驗(yàn)字節(jié)的總字節(jié)數(shù)，十六進(jìn)制數(shù)，長(zhǎng)度為二
個(gè)字節(jié)，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后；內(nèi) 容所要傳送信息內(nèi)容；
校驗(yàn)碼是$與設(shè)備地址長(zhǎng)度內(nèi)容所有字節(jié)的異或值，十六進(jìn)制數(shù)，長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)。
本發(fā)明主機(jī)的軟件采用了自行設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。軟件增加了任務(wù)調(diào)度模塊，設(shè)置了任務(wù)隊(duì)列和定義了任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，程序運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的所有任務(wù)都必須提出申請(qǐng)，由任務(wù)調(diào)度模塊分配資源。高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可以用中斷低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的方法搶先
10運(yùn)行，同一優(yōu)先級(jí)的任務(wù)進(jìn)入任務(wù)隊(duì)列后按先進(jìn)先出的原則執(zhí)行，運(yùn)行超時(shí)的任務(wù)則由操作系統(tǒng)中止運(yùn)行并回收資源。程序任務(wù)主要由定時(shí)器中斷、觸摸屏中斷、串行口中斷和CAN中斷等4個(gè)中斷產(chǎn)生，軟件流程圖如圖10所示；
本發(fā)明變送器的軟件采用了自行設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，使用方法和調(diào)度原則與主機(jī)軟件一致。軟件流程圖如圖11所示。
六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路采用高壓模塊恒壓放電法，變送器15內(nèi)分別安裝高壓恒壓模塊一和高壓恒壓模塊二并由變送器主板CPU71控制運(yùn)行,實(shí)時(shí)進(jìn)行高壓放電，當(dāng)六氟化硫氣體及其衍生氣體接近變送采集器時(shí)引起電流量的變化，變送器15內(nèi)傳感采集器75通過(guò)采集六氟化硫氣體所引起的通過(guò)放電電流變化，經(jīng)信號(hào)預(yù)處理A/D變換傳送到主機(jī)ll,通過(guò)放電電流測(cè)量六氟化硫氣體的含量。為提高六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性和可靠性，增加了備用的六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路，對(duì)主六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有懷疑時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)備用的六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路進(jìn)行比對(duì)，提高了可靠性。主備六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路切換方法如下-
① .系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先使用主六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路；
② .當(dāng)主六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路輸出小于1.25V時(shí)，嘗試備用六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電
路；
(D.如備用六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路輸出大于1.25V,切換到備用六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路；
.使用備用監(jiān)測(cè)電路16次后，嘗試主六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路，如恢復(fù)正常，則切換回主六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路。
當(dāng)六氟化硫氣體泄漏時(shí)，氣體因比重大向下走，安裝在地面上的變送器內(nèi)傳感采集器通過(guò)采集六氟化硫氣體引起通過(guò)放電電流變化，分析計(jì)算相應(yīng)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度，并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，使在設(shè)定范圍進(jìn)行報(bào)警及排風(fēng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人身和設(shè)備安全的防護(hù)。本發(fā)明變送器15內(nèi)分別安裝高壓恒壓模塊一和高壓恒壓模塊二并由變送器主板CPU71控制的運(yùn)行，實(shí)時(shí)進(jìn)行高壓放電，當(dāng)六氟化硫氣體及其衍生氣體接近變送采集器時(shí)引起電流的變化，變送器15內(nèi)傳感采集器通過(guò)采集六氟化硫氣體所引起的通過(guò)放電電流變化，經(jīng)信號(hào)預(yù)處理A/D變換傳送到主機(jī)ll，主機(jī)CPU21對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,剔除異常數(shù)據(jù)并啟用另一路比對(duì)變送器取樣采集檢測(cè)，經(jīng)主機(jī)分析計(jì)算修正后,分析
11計(jì)算得出相應(yīng)精準(zhǔn)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度，數(shù)據(jù)顯示在液晶屏22上,并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，使數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍超限時(shí)進(jìn)行報(bào)警及排風(fēng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人身和設(shè)備安全的防護(hù)。由于高壓恒壓模塊的電路結(jié)構(gòu)，六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)電路的輸出電壓與習(xí)慣性要求有所不同，采用軟件運(yùn)算的方法加以解決。在測(cè)量之前，須先在實(shí)驗(yàn)室對(duì)高壓模塊恒壓放電電流量與六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度對(duì)應(yīng)影響變化進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量得到相應(yīng)的曲線表，利用計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算,可得到相應(yīng)數(shù)據(jù)情況,此數(shù)據(jù)情況作為主機(jī)CPU測(cè)量
對(duì)應(yīng)當(dāng)量，通過(guò)放電電流計(jì)算出六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度數(shù)據(jù).
權(quán)利要求
1. 一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法，其特征在于主要由系統(tǒng)主機(jī)(11)及與之相連的多個(gè)變送器(15)組成，系統(tǒng)主機(jī)(11)主要包括機(jī)箱、觸摸屏顯示器(22)、主板CPU(21)、日歷時(shí)鐘裝置(23)、語(yǔ)音裝置(24)、非易失性存儲(chǔ)器(25)、主機(jī)電源(26)、LCD接口電路(27)及分別與風(fēng)機(jī)(13)和報(bào)警裝置(14)相連的驅(qū)動(dòng)裝置(28)(29)、A/M設(shè)置開關(guān)(30)和輸出驅(qū)動(dòng)電路(31)；系統(tǒng)主機(jī)(11)與能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的上位機(jī)(12)相連；變送器(15)主要包括有機(jī)箱、采集傳感器、數(shù)據(jù)主板CPULPC2119(71)、高壓模塊(72)、調(diào)理電路模塊(73)、A/D輸入模塊(74)；所述的采集傳感器包括有六氟化硫氣體及其衍生氣體傳感器(75)、濕度傳感器(76)、氧量傳感器(77)、H2S傳感器(78)、SO2傳感器(79)及溫度傳感器(80)；溫度傳感器(80)直接與主板CPU LPC2119(71)相連，六氟化硫氣體及其衍生氣體傳感器(75)、濕度傳感器(76)、氧量傳感器(77)、H2S傳感器(78)、SO2傳感器(79)均通過(guò)調(diào)理電路模塊(73)經(jīng)A/D輸入模塊(74)與主板CPU LPC2119(71)相連；高壓模塊(72)分為高壓模塊一和高壓模塊二，由主板CPULPC2119(71)分別控制高壓模塊一和高壓模塊二的運(yùn)行并與六氟化硫氣體及其衍生氣體傳感器(75)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法， 其特征在于變送器(15)內(nèi)分別安裝高壓恒壓模塊一和高壓恒壓模塊二并由變送器主 板CPU (71)控制的運(yùn)行,實(shí)時(shí)進(jìn)行高壓放電，當(dāng)六氟化硫氣體及其衍生氣體接近變送采 集器時(shí)引起電流的變化，變送器內(nèi)傳感采集器通過(guò)采集六氟化硫氣體所引起的通過(guò)放電 電流變化，經(jīng)信號(hào)預(yù)處理A/D變換傳送到系統(tǒng)主機(jī)(11),主機(jī)CPU (21)對(duì)接收數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析,剔除異常數(shù)據(jù)并啟用另一路比對(duì)變送器取樣采集檢測(cè),經(jīng)主機(jī)分析計(jì)算修正后, 分析計(jì)算得出相應(yīng)精準(zhǔn)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度，數(shù)據(jù)顯示在液晶屏(22)上, 并通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置，使數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍超限時(shí)進(jìn)行報(bào)警及排風(fēng)功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法，其 特征在于系統(tǒng)主機(jī)與變送器傳輸是基于CAN2.0B協(xié)議，為兼顧傳輸速度和距離，選用 的波特率為50Kbps,傳輸距離為1200米，傳輸采用主從方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法， 其特征在于上位機(jī)與系統(tǒng)主機(jī)的通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232或RS-485通訊標(biāo)準(zhǔn)，波特率為 9600,采用11位有帶奇校驗(yàn)的格式。傳輸協(xié)議采用主從方式，上位機(jī)作為主控端，系 統(tǒng)主機(jī)作為被動(dòng)端，所有操作通過(guò)上位機(jī)發(fā)命令，系統(tǒng)主機(jī)作為等待響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法，本發(fā)明由主機(jī)及與之相連的多個(gè)變送器組成，主機(jī)主要包括機(jī)箱、觸摸屏顯示器、主板CPU，日歷時(shí)鐘裝置、語(yǔ)音裝置、非易失性存儲(chǔ)器、主機(jī)電源及分別與風(fēng)機(jī)和報(bào)警器相連的驅(qū)動(dòng)裝置；主機(jī)與能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的上位機(jī)相連；變送器主要包括有機(jī)箱、采集傳感器、數(shù)據(jù)主板CPU、高壓模塊。本發(fā)明設(shè)計(jì)了雙路雙檢測(cè)比對(duì)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路，對(duì)主六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有疑問(wèn)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)比對(duì)的六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路進(jìn)行比對(duì)，大大提高了可靠性?？膳浣佣喾N變送器，具有多個(gè)區(qū)域的獨(dú)立監(jiān)控能力，并可對(duì)多個(gè)對(duì)象如換氣風(fēng)機(jī)、降溫風(fēng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制；且具有數(shù)據(jù)記錄功能，對(duì)各種報(bào)警和控制對(duì)象的動(dòng)作進(jìn)行記錄保存，記錄停電不丟失；可通過(guò)配接相應(yīng)的通訊軟件可和變電站監(jiān)控軟件對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙信、遙測(cè)、遙測(cè)功能；同時(shí)本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)輕巧，安裝及使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，是一種理想的新型六氟化硫氣體及其衍生氣體含量監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101464671SQ200710144059
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者鄭召興 申請(qǐng)人:鄭召興