一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及电气设备检测技术领域，具体而言，涉及一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置，包括微控制器以及设置于腔室内的发射单元和接收单元，接收单元与微控制器连接，发射单元用于先后生成第一脉冲波信号和第二脉冲波信号，将第一脉冲波信号和第二脉冲波信号转换为第一超声波信号和第二超声波信号并在腔室内进行发射，接收单元用于接收第一超声波信号和第二超声波信号，计算获得第一超声波信号和第二超声波信号之间的相位差值，将相位差值转换为电压信号，电压信号流向微控制器，微控制器用于将电压信号转换为六氟化硫浓度信号，该六氟化硫气体检测装置所采用的器件少，连接关系简洁，检测准确性高，具有较高的性价比。

A Sulfur Hexafluoride Gas Detection Device Based on the Principle of Ultrasound

The embodiment of the present invention relates to the technical field of electrical equipment detection, in particular to a sulfur hexafluoride gas detection device based on the principle of ultrasound, including a microcontroller, a transmitting unit and a receiving unit arranged in a chamber, which are connected with a microcontroller, and a transmitting unit which is used to generate first and second pulse wave signals successively, and to make the first pulse wave. The signal and the second pulse wave signal are converted into the first ultrasonic signal and the second ultrasonic signal and transmitted in the chamber. The receiving unit is used to receive the first ultrasonic signal and the second ultrasonic signal. The phase difference between the first ultrasonic signal and the second ultrasonic signal is calculated. The phase difference is converted into the voltage signal, and the voltage signal flows to the microcontroller and the microcontroller. The device is used to convert voltage signal into sulfur hexafluoride concentration signal. The device used in the sulfur hexafluoride gas detection device has fewer devices, simple connection, high detection accuracy and high cost performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置
本专利技术实施例涉及电气设备检测
，具体而言，涉及一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置。
技术介绍
六氟化硫气体SF6的绝缘和灭弧性能优良，化学性质稳定，被广泛应用于高压电气设备中，如：气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulatedmetal-enclosedswitchgear，GIS)、高压变压器、断路器等。由于电力设备的制造和安装差异、老化以及运行维护过程中存在不当操作，可能导致SF6发生泄漏。一方面，泄漏的SF6气体在放电或高温作用下会发生分解产生有毒气体，而且SF6密度比空气大，易造成低层空间缺氧从而使人窒息。另一方面，电力设备的SF6泄漏会导致其绝缘性能下降，可能引发故障。因此，为确保电力设备的可靠运行，保障现场工作人员的人身安全，准确检测出SF6的泄漏浓度具有重要意义。但是现有的检测SF6浓度的方法大多性价比不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置，具有较高的性价比。本专利技术实施例提供了一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置，包括微控制器、发射单元和接收单元；所述发射单元设置于一腔室内，所述接收单元设置于所述腔室内远离所述发射单元的位置，所述接收单元与所述微控制器连接；所述发射单元用于先后生成第一脉冲波信号和第二脉冲波信号，将所述第一脉冲波信号转换为第一超声波信号，将所述第二脉冲波信号转换为第二超声波信号，将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号在所述腔室内进行发射；所述接收单元用于接收所述腔室内的第一超声波信号和所述第二超声波信号，计算获得所述第一超声波信号和所述第二超声波信号之间的相位差值，将所述相位差值转换为电压信号，所述电压信号流向所述微控制器；所述微控制器用于将所述电压信号转换为六氟化硫浓度信号。可选地，所述发射单元包括发射电路、发射探头和第一超声波传感器，所述发射电路与所述发射探头连接，所述发射探头与所述第一超声波传感器连接，其中，所述第一超声波传感器设置于一腔室内；所述发射电路用于先后生成所述第一脉冲波信号和所述第二脉冲波信号；所述发射探头用于将所述第一脉冲波信号和所述第二脉冲波信号传输至所述第一超声波传感器；所述第一超声波传感器用于将所述第一脉冲波信号转换为所述第一超声波信号，将所述第二脉冲波信号转换为所述第二超声波信号，将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号在所述腔室内进行发射。可选地，所述发射探头包括反相器和第一端口；所述反相器分别与所述发射电路和所述第一端口连接，所述第一端口与所述第一超声波传感器连接；所述反相器用于将所述第一脉冲波信号和所述第二脉冲波信号通过所述第一端口传输至所述第一超声波传感器。可选地，所述发射电路为晶振电路。可选地，所述反相器为74HC04。可选地，所述接收单元包括接收电路和第二超声波传感器，所述第二超声波传感器设置于所述腔室内远离所述第一超声波传感器的位置，所述第二超声波传感器与所述接收电路连接，所述接收电路与所述微控制器连接；所述第二超声波传感器用于接收所述第一超声波信号和所述第二超声波信号，所述第一超声波信号和所述第二超声波信号流向所述接收电路；所述接收电路用于计算获得所述第一超声波信号和所述第二超声波信号之间的相位差值，将所述相位差值转换为电压信号，将所述电压信号进行降压处理，完成降压处理之后的电压信号流向所述微控制器。可选地，所述接收电路包括第二端口、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器；所述第二端口分别与所述第二超声波传感器和所述第一运算放大器连接，所述第一运算放大器与所述第二运算放大器连接，所述第二运算放大器与所述第三运算放大器连接；所述第一超声波信号和所述第二超声波信号通过所述第二端口流向所述第一运算放大器和所述第二运算放大器，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器用于计算获得所述第一超声波信号和所述第二超声波信号之间的相位差值，将所述相位差值转换为电压信号，所述电压信号流向所述第三运算放大器；所述第三运算放大器用于将所述电压信号进行降压处理，完成降压处理之后的电压信号流向所述微控制器。可选地，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器为SA5532，所述第三运算放大器为LM290。可选地，所述六氟化硫气体检测装置还包括温度传感器，所述温度传感器与所述微控制器连接；所述温度传感器用于采集所述腔室外部的温度信息，将所述温度信息传输至所述微控制器；所述微控制器用于接收所述温度信息，根据所述温度信息修正所述六氟化硫浓度信号。可选地，所述温度传感器的型号为SHT20。有益效果本专利技术实施例提供的一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置，发射单元先后向腔室内发送的第一超声波信号和第二超声波信号经接收单元转换为能够反映第一超声波信号和第二超声波信号之间的相位差的电压信号，该电压信号经微控制器转化为六氟化硫浓度信号，以超声波信号的相位差作为浓度检测的一个变量，在保证六氟化硫浓度检测准确性的前提下仅需设置一套发射单元，减少了多余器件的设置，减少了成本，因此，该六氟化硫气体检测装置具有较高的性价比。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置100的结构框图。图2为本专利技术实施例所提供的一种发射单元2的电路原理图。图3为本专利技术实施例所提供的一种接收单元3的电路原理图。图4为本专利技术实施例所提供的一种相位差的检测原理图。图标：100-基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置；1-微控制器；2-发射单元；21-发射电路；22-发射探头；221-反相器；222-第一端口；23-第一超声波传感器；3-接收单元；31-接收电路；311-第二端口；312-第一运算放大器；313-第二运算放大器；314-第三运算放大器；32-第二超声波传感器；4-腔室；5-温度传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置，其特征在于，包括微控制器、发射单元和接收单元；所述发射单元设置于一腔室内，所述接收单元设置于所述腔室内远离所述发射单元的位置，所述接收单元与所述微控制器连接；所述发射单元用于先后生成第一脉冲波信号和第二脉冲波信号，将所述第一脉冲波信号转换为第一超声波信号，将所述第二脉冲波信号转换为第二超声波信号，将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号在所述腔室内进行发射；所述接收单元用于接收所述腔室内的第一超声波信号和所述第二超声波信号，计算获得所述第一超声波信号和所述第二超声波信号之间的相位差值，将所述相位差值转换为电压信号，所述电压信号流向所述微控制器；所述微控制器用于将所述电压信号转换为六氟化硫浓度信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波原理的六氟化硫气体检测装置，其特征在于，包括微控制器、发射单元和接收单元；所述发射单元设置于一腔室内，所述接收单元设置于所述腔室内远离所述发射单元的位置，所述接收单元与所述微控制器连接；所述发射单元用于先后生成第一脉冲波信号和第二脉冲波信号，将所述第一脉冲波信号转换为第一超声波信号，将所述第二脉冲波信号转换为第二超声波信号，将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号在所述腔室内进行发射；所述接收单元用于接收所述腔室内的第一超声波信号和所述第二超声波信号，计算获得所述第一超声波信号和所述第二超声波信号之间的相位差值，将所述相位差值转换为电压信号，所述电压信号流向所述微控制器；所述微控制器用于将所述电压信号转换为六氟化硫浓度信号。2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体检测装置，其特征在于，所述发射单元包括发射电路、发射探头和第一超声波传感器，所述发射电路与所述发射探头连接，所述发射探头与所述第一超声波传感器连接，其中，所述第一超声波传感器设置于一腔室内；所述发射电路用于先后生成所述第一脉冲波信号和所述第二脉冲波信号；所述发射探头用于将所述第一脉冲波信号和所述第二脉冲波信号传输至所述第一超声波传感器；所述第一超声波传感器用于将所述第一脉冲波信号转换为所述第一超声波信号，将所述第二脉冲波信号转换为所述第二超声波信号，将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号在所述腔室内进行发射。3.根据权利要求2所述的六氟化硫气体检测装置，其特征在于，所述发射探头包括反相器和第一端口；所述反相器分别与所述发射电路和所述第一端口连接，所述第一端口与所述第一超声波传感器连接；所述反相器用于将所述第一脉冲波信号和所述第二脉冲波信号通过所述第一端口传输至所述第一超声波传感器。4.根据权利要求2所述的六氟化硫气体检测装置，其特征在于，所述发射电路为晶振电路。5.根据权利要求3所述的六氟化硫气体检测装置，其特征在于，所述反相器为74HC04。6.根据权利要求2所述的六氟化硫气体检测装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱荣，钱华，严康，陈晶晶，杨明，
申请(专利权)人：江苏久创电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32