六氟化硫泄漏监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术专利涉及一种六氟化硫泄漏监测装置，用于各种电压等级的SF6开关室、组合电器室等电气场所的六氟化硫、氧气的气体监测。包括红外六氟化硫传感器、电化学氧气传感器、模拟量采集电路、通信电路、主控芯片；所述的红外六氟化硫传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片，所述的电化学氧气传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片；所述的通信电路通过数据收发线连接主控芯片。本实用新型专利技术比普通超声波传感器的测量精确度高、可靠性好、稳定性好，实现对六氟化硫气体及氧气的监测，使用RS485通信，采用标准的MODBUS规约，上传至上位机，使用更加灵活简洁。

Sulfur hexafluoride leakage monitoring device

【技术实现步骤摘要】
六氟化硫泄漏监测装置
本该技术专利涉及一种六氟化硫泄漏监测装置，属于电气场所监测领域。
技术介绍
六氟化硫(SF6)气体以其优异的绝缘和灭弧性能，在电力系统中得到广泛应用。在常态下，SF6气体是一种无色、无味、无毒的惰性气体，但在高压电弧的作用下，这种气体会发生分解，遇到水分后还会产生一些剧毒物质，如氟化亚硫酰(SOF2)、四氟化硫(SF4)、二氟化硫(SF2)等，即使微量类似的剧毒物质也能致人非命，因此其安全性受到了普遍关注。《电业安全工作规程》特别规定：装有SF6设备的配电装置室必须保证SF6气体浓度小于1000ppm，除须装设强力通风装置外，还必须安装能报警的氧含量仪和SF6气体泄漏报警仪等监控设备。而现阶段的部分设备采用超声波传感器，存在误将二氧化碳检测为六氟化硫的情况，氧气传感器也存在滤波不到位，产生跳变，导致误告警，影响设备的稳定运行。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述问题，提供一种六氟化硫泄漏监测装置，具有测量精确度高、可靠性好、稳定性好，实现对六氟化硫气体及氧气的监测。为了实现所述目的，采用的以下技术方案实现：一种六氟化硫泄漏监测装置，包括红外六氟化硫传感器、电化学氧气传感器、模拟量采集电路、通信电路、主控芯片；所述的红外六氟化硫传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片，所述的电化学氧气传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片；所述的通信电路通过数据收发线连接主控芯片。作为一种优选的方案，所述红外六氟化硫传感器，利用红外光谱检测对六氟化硫气体进行识别，经过内部转换输出电压信号，通过模拟量采集电路连接主控芯片。作为一种优选的方案，所述电化学氧气传感器利用工作电极与氧气发生化学反应，并产生与气体浓度成正比的电压信号实现氧气浓度的监测，电化学氧气传感器监测氧气浓度所产成的电压信号，通过模拟量采集电路连接到主控芯片。作为一种优选的方案，所述的模拟量采集电路包括信号调理电路和放大电路；信号调理电路对电化学氧气传感器和红外六氟化硫传感器采集到的电压信号进行信号滤波，放大电路将电压信号进行放大后传输至主控芯片。作为一种优选的方案，所述的通信电路由通信芯片及外围电路组成，通信芯片及外围电路经过通信隔离电路与对外通信接口进行隔离，所述通信隔离电路由光电隔离芯片及外围电路组成，所述外通信接口与主控芯片连接。作为一种优选的方案，所述的通信芯片的型号为SN75LBC184，所述的光电隔离芯片的型号为6N136，所述的主控芯片使用STC12C5A60S2。本技术有益效果：与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术比普通超声波传感器的测量精确度高、可靠性好、稳定性好，实现对六氟化硫气体及氧气的监测，使用RS485通信，采用标准的MODBUS规约，上传至上位机，使用更加灵活、简洁。附图说明图1是本技术结构连接示意图；图2是本技术实施例1模拟量采集电路；图3是本技术实施例1通信隔离电路；图4是本技术实施例1通信及外围电路。具体实施方式参照说明书附图1～图4，本技术提供一种六氟化硫泄漏监测装置，包括红外六氟化硫传感器、电化学氧气传感器、模拟量采集电路、通信电路、主控芯片；所述的红外六氟化硫传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片，所述的电化学氧气传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片；所述的通信电路通过数据收发线连接主控芯片。作为一种优选的方案，所述红外六氟化硫传感器，利用红外光谱检测对六氟化硫气体进行识别，经过内部转换输出电压信号，通过模拟量采集电路连接主控芯片。作为一种优选的方案，所述电化学氧气传感器利用工作电极与氧气发生化学反应，并产生与气体浓度成正比的电压信号实现氧气浓度的监测，电化学氧气传感器监测氧气浓度所产成的电压信号，通过模拟量采集电路连接到主控芯片。作为一种优选的方案，所述的模拟量采集电路包括信号调理电路和放大电路；信号调理电路对电化学氧气传感器和红外六氟化硫传感器采集到的电压信号进行信号滤波，放大电路将电压信号进行放大后传输至主控芯片。作为一种优选的方案，所述的通信电路由通信芯片及外围电路组成，通信芯片及外围电路经过通信隔离电路与对外通信接口进行隔离，所述通信隔离电路由光电隔离芯片及外围电路组成，所述外通信接口与主控芯片连接。作为一种优选的方案，所述的通信芯片的型号为SN75LBC184，所述的光电隔离芯片的型号为6N136，所述的主控芯片使用STC12C5A60S2。如图2所示，模拟量采集电路由高精度运放及信号调理电路组成，电化学氧气传感器和红外六氟化硫传感器输出电压信号，通过运放跟随电路滤波后，经过放大电路，连接至主控芯片。主控芯片根据输入的信号，进行滑动滤波处理，防止数据产生跳变。如图3所示，通过隔离芯片6N136隔离数据收发线及控制线，以此隔离单片机与上位机的通信，提高抗干扰性和安全性；如图4所示，通信电路由通信芯片SN75LBC184和外围电路组成，通过数据收发线连接主控芯片；主控芯片采用STC12C5A60S2单片机，外部晶振，设有看门狗，系统可靠稳定；工作时：(1)电化学氧气传感器输出微弱电压信号约0～50mV,输入信号需经过运放放大100倍后，再通过滤波电路进入主控芯片的AD采样，提高采样精度和准确性，同时防止出现跳变。主控芯片内部程序，对采样数据进行滑动平均滤波，即建立一个采样缓存区，将AD所采样的数据进行依次存放，当数据采满缓存区后，去掉最大值、最小值其他数据求平均值作为当前的氧气数据。当有新的数据填充进来后，将最早的数据覆盖，数据计算与上述相同，以此软件滤波实现数据平稳变动，防止跳变和偶尔的异常值产生。(2)红外六氟化硫传感器输出信号已经过放大处理，可输出0.4～2V电压，输出信号已经过部分滤波处理。因此输出信号直接通过滤波电路进入主控芯片的另一路AD进行采样。主控芯片内部程序，对采样数据进行滤波处理。(3)装置上电具备自动校准功能，用于适应当前环境的空气状况。即将当前空气浓度默认为标准大气浓度，校准模拟量采集。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六氟化硫泄漏监测装置，其特征在于，包括红外六氟化硫传感器、电化学氧气传感器、模拟量采集电路、通信电路、主控芯片；所述的红外六氟化硫传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片，所述的电化学氧气传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片；所述的通信电路通过数据收发线连接主控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种六氟化硫泄漏监测装置，其特征在于，包括红外六氟化硫传感器、电化学氧气传感器、模拟量采集电路、通信电路、主控芯片；所述的红外六氟化硫传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片，所述的电化学氧气传感器通过模拟量采集电路连接主控芯片；所述的通信电路通过数据收发线连接主控芯片。2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫泄漏监测装置，其特征在于，所述红外六氟化硫传感器，利用红外光谱检测对六氟化硫气体进行识别，经过内部转换输出电压信号，通过模拟量采集电路连接主控芯片。3.根据权利要求1所述的一种六氟化硫泄漏监测装置，其特征在于，所述电化学氧气传感器利用工作电极与氧气发生化学反应，并产生与气体浓度成正比的电压信号实现氧气浓度的监测，电化学氧气传感器监测氧气浓度所产成的电压信号，通过模拟量采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，李坤，侯松，刘国永，张富兴，
申请(专利权)人：智洋创新科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37