一种混合气体密度控制器制造技术

本发明专利技术提供了一种混合气体密度控制器，设置外壳和位于外壳内部的参比气室、石英传感器、压力传感器、温度传感器、传动连杆、驱动机构、微动开关、机芯、第一刻度盘、第一指针、振荡电路模块、控制模块、继电器、电传动机构、第二刻度盘、第二指针、电源模块，石英传感器为音叉型石英传感器，可以在较低成本的基础上，在紧凑的体积内实现混合气体比例的电子化监测。所采用的参比气室的温度补偿效果比现有技术中的热双金属片温度补偿效果更好，在全温区范围内的控制精度更高，第一波纹管、第二波纹管和微动开关使其输出控制信号具有更高的抗振抗冲击性能；且本发明专利技术提供的技术方案结构小巧紧凑，能够满足实用需求，响应速度快，且灵敏度高。

A Mixed Gas Density Controller

The invention provides a mixed gas density controller with a shell and a reference chamber, a quartz sensor, a pressure sensor, a temperature sensor, a transmission connecting rod, a driving mechanism, a micro switch, a machine core, a first dial, a first pointer, an oscillating circuit module, a control module, a relay, an electric drive mechanism, a second dial, a second pointer and an electric drive. Source module, quartz sensor is tuning fork quartz sensor, which can realize electronic monitoring of gas mixture proportion in compact volume on the basis of lower cost. The temperature compensation effect of the reference chamber adopted is better than that of the thermal bimetal sheet in the prior art, and the control precision is higher in the whole temperature range. The first bellows, the second bellows and the micro-switch make the output control signal have higher vibration and shock resistance performance; moreover, the technical scheme provided by the invention is compact and compact in structure, and can meet the practical needs. It should be fast and sensitive.

【技术实现步骤摘要】
一种混合气体密度控制器
本专利技术涉及电气设备检测
，具体涉及一种混合气体密度控制器。
技术介绍
六氟化硫(SF6)已有百年历史，它是法国化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，1940年前后，美国军方将其用于曼哈顿计划(核军事)，1947年提供商用。由于SF6具有良好的电气绝缘性能和优异的灭弧性能，被广泛应用于断路器、封闭式组合电器、封闭式管道母线、互感器、避雷器等中高压电力设备。从环境保护的角度考虑，SF6是一种非常强效的温室气体，必须严格控制SF6的使用，目前控制SF6使用所采取是采用SF6与N2的混合气体，或SF6与CF4的混合气体作为绝缘介质或采用新型的环保性绝缘气体替代SF6，从而减少SF6的使用量甚至不使用SF6。此外，使用含有SF6的混合气体能有效防止带压的SF6在低温环境中液化从而影响到高压电力设备的绝缘性能和开断容量的问题。工程应用中，SF6或含有SF6的混合气体等绝缘气体按一定密度被充填于高压电力设备的密闭气室中。绝缘气体的密度决定了高压电力设备的绝缘性能和开关的开断容量，运行中必须持续监视绝缘气体的密度，一旦出现泄漏导致绝缘密度低于限定值，则发出报警信号，甚至发出设备闭锁等保护信号。对于密闭气室，其内部气体密度值一定时，气体的压力与温度之间的关系式为其中p表示气压，T表温度，ρ表示体的密度，R表示气体常数，M表示摩尔质量。从上述公式可发现，气压与温度变化成正比关系，即温度升高则气压上升，温度降低则气压下降。因此，常规的压力仪表和压力开关不能正确检测密闭的气室中是否出现了气体泄漏，因为在温度降低时，气压可能低于限值而发出误报警。为避免这一误报警，基于压力测量原理的监控仪表必须具有温度补偿的能力，即对环境温度变化所引起的指示和控制偏差进行修正。目前电力行业内普遍采用如图1所示的从传统波登管式压力表改造而来的密度继电器，用于监测SF6的密度，图1中，1-波登管，2-热双金属片，3-机芯，4-指针，5-刻度盘。该密度继电器使用波登管1作为压力感测元件，被测气体密度变化引起的压力变化使波登管1的末端产生形变位移，该位移被热双金属片在不同温度下的变形所补偿，即温度补偿，经机芯(其为传动机构)的放大后，驱动指针4偏转，在刻度盘5上指示气体密度(折算至20℃的压力)。指针4上配有拨杆可带动磁助式电接点，当气体密度变化超过限定值时，指针4驱动电接点闭合或断开，从而发出报警信号。从上述压力表式气体密度继电器的工作过程可以看出，其实现保护功能的电接点由实现指示功能的指针带动，并且直接反映密度变化的波登管与电接点之间还存在着复杂的机械传动连接，这导致上述压力表式密度继电器控制精度受限，且非常容易受到外界振动和冲击的影响，难以提高保护的可靠性等级。其次，热双金属片按常态温度20℃选定，因此在20℃时才有最佳精度，在其它温度下偏差增大，在工作温度区间内的精度不一致。磁助式电接点的使用导致切换误差较大，因此只能使用常开接点，且由于电接点闭合力小，容易受外界振动影响导致触点跳动产生误报警，并容易出现触点烧蚀的问题。此外，上述压力表式气体密度继电器需参照高压电力设备正常运行所需的SF6等容线进行校准。如将其用于监测包含SF6的混合气体(即绝缘气体)的密度，则应参照混合气体的等容线校准。并且上述压力表式气体密度继电器的监控原理基于压力，仅适用于纯SF6或单一组分气体，对于两组分及以上的混合气体则不能完全适用，因为混合气体的密度变化有两种情况：一是泄漏或过充引起的密度降低或升高，此时混合气体各组分的比例不变；二是混合气体中气体比例发生变化，也即混合气体的密度改变，但总压力可能维持不变。对于第二种情况，混合气体中气体比例的改变会影响到高压电力设备的运行性能，而上述压力表式密度继电器不能及时有效的进行报警。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种混合气体密度控制器，通过温度传感器、压力传感器和石英传感器分别采集混合气体的温度、压力和密度，并通过控制模块控制电传动机构，使得在机芯电传动机构驱动第二指针在第二刻度盘上指示混合气体的比例。本专利技术提供的技术方案不仅具备检测混合气体中气体比例，还可以在气体比例超出限定值时发出报警的能力。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种混合气体密度控制器，包括外壳和位于外壳内部的参比气室、石英传感器、压力传感器、温度传感器、传动连杆、驱动机构、微动开关、机芯、第一刻度盘、第一指针、振荡电路模块、控制模块、继电器、电传动机构、第二刻度盘、第二指针、电源模块；所述微动开关设置在参比气室的固定端，所述驱动机构设置在传动连杆的中间位置；所述传动连杆的一端与机芯连接，其另一端与参比气室的活动端固定连接；所述机芯与第一指针连接，用于驱动第一指针在第一刻度盘上指示混合气体的密度；所述石英传感器通过振荡电路模块与控制模块连接，用于将采集的混合气体的密度传输给控制模块；所述温度传感器和压力传感器直接与控制模块连接，用于将采集的混合气体的温度和压力传输给控制模块；所述控制模块与继电器连接，用于控制继电器发出报警信号；所述控制模块与电传动机构连接，所述电传动机构驱动第二指针在第二刻度盘上指示混合气体的比例；所述电源模块为石英传感器、压力传感器、温度传感器、振荡电路模块、控制模块和继电器供电。所述参比气室包括同轴设置的第一波纹管和第二波纹管，所述第一波纹管的外径大于第二波纹管的外径，所述第一波纹管与第二波纹管之间构成的密闭空间中填充有参比气体。所述第一波纹管和第二波纹管均采用金属波纹管。所述金属波纹管的材料为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金或因康镍尔合金。所述第一波纹管的波数小于第二波纹管的波数，所述第一波纹管的波高大于第二波纹管的波高，所述第一波纹管的波距大于第二波纹管的波距。所述石英传感器包括第一石英传感器和第二石英传感器；所述第一石英传感器和温度传感器均位于参比气室内部，所述第二石英传感器和压力传感器均位于参比气室外部；所述参比气室中的参比气体和被测气室中的混合气体的组分和压力均相同；所述混合气体包括六氟化硫。所述振荡电路模块包括第一振荡电路和第二振荡电路；所述第一石英传感器通过第一振荡电路与控制模块连接，所述第二石英传感器通过第二振荡电路与控制模块连接。所述第一石英传感器和第二石英传感器均为音叉型石英传感器。所述继电器包括第一继电器和第二继电器；所述第一继电器用于发出上限报警信号，所述第二继电器用于发出下限报警信号。所述微动开关设有电接点，所述驱动机构在传动连杆的作用下向参比气室的活动端运动，其一端设有的凸起与电接点接触，触发电接点动作，所述微动开关发出报警信号。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的技术方案中的石英传感器通过振荡电路模块与控制模块连接，其将采集的混合气体的密度传输给控制模块；温度传感器和压力传感器直接与控制模块连接，两者分别将采集的混合气体的温度和压力传输给控制模块；控制模块与继电器连接，控制继电器发出报警信号；控制模块与电传动机构连接，电传动机构驱动第二指针在第二刻度盘上指示混合气体的比例，实现混合气体的比例的电子化监测；本专利技术提供的技术方案中的微动开关设置在参比气室的固定端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合气体密度控制器，其特征在于，包括外壳和位于外壳内部的参比气室、石英传感器、压力传感器、温度传感器、传动连杆、驱动机构、微动开关、机芯、第一刻度盘、第一指针、振荡电路模块、控制模块、继电器、电传动机构、第二刻度盘、第二指针、电源模块；所述微动开关设置在参比气室的固定端，所述驱动机构设置在传动连杆的中间位置；所述传动连杆的一端与机芯连接，其另一端与参比气室的活动端固定连接；所述机芯与第一指针连接，用于驱动第一指针在第一刻度盘上指示混合气体的密度；所述石英传感器通过振荡电路模块与控制模块连接，用于将采集的混合气体的密度传输给控制模块；所述温度传感器和压力传感器直接与控制模块连接，用于将采集的混合气体的温度和压力传输给控制模块；所述控制模块与继电器连接，用于控制继电器发出报警信号；所述控制模块与电传动机构连接，所述电传动机构驱动第二指针在第二刻度盘上指示混合气体的比例；所述电源模块为石英传感器、压力传感器、温度传感器、振荡电路模块、控制模块和继电器供电。

【技术特征摘要】
1.一种混合气体密度控制器，其特征在于，包括外壳和位于外壳内部的参比气室、石英传感器、压力传感器、温度传感器、传动连杆、驱动机构、微动开关、机芯、第一刻度盘、第一指针、振荡电路模块、控制模块、继电器、电传动机构、第二刻度盘、第二指针、电源模块；所述微动开关设置在参比气室的固定端，所述驱动机构设置在传动连杆的中间位置；所述传动连杆的一端与机芯连接，其另一端与参比气室的活动端固定连接；所述机芯与第一指针连接，用于驱动第一指针在第一刻度盘上指示混合气体的密度；所述石英传感器通过振荡电路模块与控制模块连接，用于将采集的混合气体的密度传输给控制模块；所述温度传感器和压力传感器直接与控制模块连接，用于将采集的混合气体的温度和压力传输给控制模块；所述控制模块与继电器连接，用于控制继电器发出报警信号；所述控制模块与电传动机构连接，所述电传动机构驱动第二指针在第二刻度盘上指示混合气体的比例；所述电源模块为石英传感器、压力传感器、温度传感器、振荡电路模块、控制模块和继电器供电。2.根据权利要求1所述的混合气体密度控制器，其特征在于，所述参比气室包括同轴设置的第一波纹管和第二波纹管，所述第一波纹管的外径大于第二波纹管的外径，所述第一波纹管与第二波纹管之间构成的密闭空间中填充有参比气体。3.根据权利要求2所述的混合气体密度控制器，其特征在于，所述第一波纹管和第二波纹管均采用金属波纹管。4.根据权利要求3所述的混合气体密度控制器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，苏镇西，诺伯特·德润达，祁炯，邓楠，德克·怀道尔，朱捷，马风翔，袁小芳，朱峰，刘子恩，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，康姆德润达无锡测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34