便携式气相色谱仪制造技术

一种便携式气相色谱仪，涉及一种检测和分析电力变压器油中溶解气体的组分和含量的装置，其特征是：多路传感器的输出端子与模拟信号采集模块的信号预处理电路相连，并通过模数转换Ａ／Ｄ的数字输出端子与数字控制模块的采集输入端口相连，氢焰信号采集模块输出端子直接与上位机工作站连接，同时又与数字信号控制模块采集输入端口相连，数字信号控制模块通过输出端口与液晶显示电路相连，数字信号控制模块的另外输出端口与断电保护装置相连，功能键盘也与数字信号控制模块的控制输入端口相连。其有益效果是：不仅操作简便、检测精度高，而且特别适用于现场作业及时发现电力变压器潜伏性故障和有效的跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于属于电力系统
，涉及一种检测和分析电力变压器油中溶解气体的组分和含量的装置。
技术介绍
目前，国内对电力变压器潜伏性故障的检测最常用的方法是定期对变压器油中气体含量进行检测。现有的检测设备体积庞大，试验人员只能定期到现场采集一次抽样，然后在实验室进行测量。但是这种方法存在着以下不足从取油样到实验室分析，作业程序复杂，分析时间长，费用较高，在技术经济上不能适应电力系统发展的需要；检测周期较长，不能及时发现潜伏性故障和有效的跟踪发展趋势，另外，这种检测方法工作量大，效率低，且计算结果误差较大，不利于准确判断变压器故障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种了一种采用氢焰离子化检测器实现信号的气—电转换，对变压器油中溶解气体进行多组分高精度定量分析，并通过故障诊断专家系统对变压器实现故障诊断，并可实现现场作业的便携式气相色谱仪。本专利技术的技术方案是本专利技术以氢焰离子化检测器、氢气浓度检测器、气体压力传感器、气体流量传感器温度传感器、MCS-51系列微控制器为核心，研制便携式气相色谱仪，实现各种系统功能并达到技术性能指标要求。通过在进行系统实验和测试，研究变压器油中溶解气体的组分和含量与变压器故障类型之间的关系，确立故障诊断算法及决策算法。用于变压器油中溶解气体检测的便携式气相色谱仪采用氢焰离子化检测器实现信号的气—电转换，应用现代化学计量原理对变压器油中溶解气体进行多组分高精度定量分析，并通过基于神经网络、模式识别和灰度理论的故障诊断专家系统对变压器实现故障诊断。系统将在计算机控制下实现流程控制、状态控制与监测、数据采集、谱图处理、定量分析、故障诊断及通信等功能。气相色谱仪的整体连接框图是多路传感器的输出端子与模拟信号采集模块的信号预处理电路相连，并通过模数转换A/D的数字输出端子与数字控制模块的采集输入端口相连，氢焰信号采集模块输出端子直接与上位机工作站连接，同时又与数字信号控制模块采集输入端口相连，数字信号控制模块通过输出端口与液晶显示电路相连，数字信号控制模块的另外输出端口与断电保护装置相连，功能键盘也与数字信号控制模块的控制输入端口相连。气相色谱仪的整体电路图分为五部分模拟信号采集模块、数字信号控制模块、氢焰信号采集模块、断电保护模块、电源模块。在模拟信号采集模块电路中，J1与J7互连，J14与J15互连，J44与J22互连，J31-J43分别与各自模块所需电源连接；插座H1和一气体压力传感器互连，H1的1脚和2脚分别与放大器U1的2脚和3脚连接，U1的6脚经R4与放大器U2的2脚相连，U2的6脚经R5与电子开关U7的13脚相连；插座H2和另一气体压力传感器互连，H2的1脚和2脚分别与放大器U3的2脚和3脚连接，U3的6脚与放大器U4的2脚相连，U4的6脚再与U7的14脚相连；插座H3与一气体流量传感器互连，H3的1脚与U7的15脚相连；插座H4与另一气体流量传感器互连，H4的1脚与U7的12脚相连；插座H5与一氢气浓度传感器互连，H5的2脚经电阻R16、R17与放大器U6的2脚相连，H5的1脚与U6的6脚相连，H5的3脚与场效应管Q2的1脚相连，H5的3脚并经电阻R13与放大器U5的2脚相连，U5的6脚与U7的1脚相连。U7的3脚直接与高精度的A/D芯片U8的4脚相连，，U8的11脚、12脚、13脚、15脚、16脚和17脚分别与插座J1的6脚、4脚、11脚、9脚、7脚和5脚相连，U7的9脚、10脚和11脚分别于J5的8脚、10脚和12脚相连。在数字信号控制模电路中，微处理器U10的32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚、38脚、39脚、30脚分别与锁存器U13的18脚、17脚、14脚、13脚、8脚、7脚、4脚、3脚、11脚相连；微处理器U11的32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚、38脚、39脚、30脚分别与锁存器U14的18脚、17脚、14脚、13脚、8脚、7脚、4脚、3脚、11脚相连；双端口RAM芯片U12的6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚分别与U13的2脚、5脚、6脚、9脚、12脚、15脚、16脚、19脚相连；U12的42脚、41脚、40脚、39脚、38脚、37脚、36脚、35脚分别与U14的2脚、5脚、6脚、9脚、12脚、15脚、16脚、19脚相连；U12的14脚、15脚分别与U10的21脚、22脚相连；U12的34脚、33脚分别与U11的21脚、22脚相连；U10的8脚、12脚分别与U11的12脚、8脚相连。在氢焰信号采集模电路中，氢焰信号探测器件H6经R35直接与放大器U43的2脚相连，U43的6脚与放大器U44的5脚相连；H6分别经R36、R37、R38与继电器K1的7脚、继电器K2的7脚、继电器K3的7脚，H6还经R73与K1的3脚、K2的3脚、K3的3脚共同连接，U44的6脚和7脚互连，与R57的1脚相连，R57的2脚与R58的2脚和R59的1脚相互连，R60的2脚与R59的2脚和R67的1脚相互连，并与电子开关U45的2脚相连；R61的2脚与R67的2脚和R68的1脚相互连，并与电子开关U45的15脚相连；R62的2脚与R68的2脚和R69的1脚相互连，并与电子开关U45的14脚相连；R63的2脚与R69的2脚和R70的1脚相互连，并与电子开关U45的13脚相连；R64的2脚与R70的2脚和R71的1脚相互连，并与电子开关U45的12脚相连；R65的2脚与R71的2脚和R72的1脚相互连，并与电子开关U45的4脚相连；R66的2脚与R71的2脚和R72的1脚相互连，并与电子开关U45的5脚相连；R58的1脚、R60的1脚、R61的1脚、R62的1脚、R63的1脚、R64的1脚、R65的1脚、R66的1脚互连，并与GND相连，U45的9脚、10脚、11脚分别与J15的6脚、8脚、5脚相连，U44的1脚经R52直接与上位机工作站接口J18相连，44的2脚经R55与继电器K4的4脚相连，U44的3脚经R55与K4的3脚相连。在断电保护模电路中，是3路相同的温控断电保护电路，其中第一路的J19和J28与一个PID互连，J19的1脚和2脚分别于S2的2脚和1脚相连，S2的3脚与K5的3脚连接，S2的4脚与220V交流电的一端相连，K5的2脚K5的控制端与微控制器的一个IO口取反放大后相连，K5的4脚与J24的1脚相连，J24的2脚与220V交流电的另一端相连，J4又与一加热棒互连。本专利技术的有益效果是用于变压器油中溶解气体检测的便携式气相色谱仪采用氢焰离子化检测器实现信号的气—电转换，应用现代化学计量原理对变压器油中溶解气体进行多组分高精度定量分析，并通过基于神经网络、模式识别和灰度理论的故障诊断专家系统对变压器实现故障诊断。系统将在计算机控制下实现流程控制、状态控制与监测、数据采集、谱图处理、定量分析、故障诊断及通信等功能。不仅操作简便、检测精度高，而且特别适用于现场作业及时发现电力变压器潜伏性故障和有效的跟踪。附图说明图1是本专利技术的便携式气相色谱仪框图；图2是本专利技术的数字信号控制模块电路图；图3是氢焰信号采集模块电路图；图4是断电保护装置电路图；图5是氢焰电源板电路图；图6是本专利技术的电源电路图；其中U是集成模块、R是电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式气相色谱仪，其特征是：多路传感器的输出端子与模拟信号采集模块的信号预处理电路相连，并通过模数转换Ａ／Ｄ的数字输出端子与数字控制模块的采集输入端口相连，氢焰信号采集模块输出端子直接与上位机工作站连接，同时又与数字信号控制模块采集输入端口相连，数字信号控制模块通过输出端口与液晶显示电路相连，数字信号控制模块的另外输出端口与断电保护装置相连，功能键盘也与数字信号控制模块的控制输入端口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继印，李建坡，闫战军，管海军，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]