一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，包括测温元件传感器、输出输入接口装置、模糊控制器和控温元件；所述测温元件传感器；所述测温元件传感器用于测量SF6气体泄漏红外成像检查装置的背面板温度的高精度铂电阻信号；所述模糊控制器用于根据输出输入接口装置获得的当前温度数字信号以及模糊控制流程获得调整制冷电流数字信号，向输出输入接口装置输出调整制冷电流数字信号；所述控温元件用于根据调整制冷电流信号进行制冷或加热。本发明专利技术控温快速、精确，消除了传统PID调节所需的多次温度调节过冲，大大缩短了平衡稳定时间。大大缩短了平衡稳定时间。大大缩短了平衡稳定时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统


[0001]本专利技术涉及红外成像背景智能温度调节
，更具体地，涉及一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统。

技术介绍

[0002]高压电气设备的SF6气体泄漏，会降低设备内部压力，从而导致SF6气体绝缘性能和灭弧性能下降。而六氟化硫检漏工作对于维持电气设备绝缘性能、保障设备与电网安全、稳定、绿色运行方面有着重要的作用。
[0003]红外成像技术在六氟化硫检漏中的应用实现了一项重大突破，它可在设备无需断电的情况下进行检测，并快速准确地确定气体泄漏的部位。其工作原理是用红外线能量照射六氟化硫气体泄漏的现场，这种红外线的波长可被六氟化硫气体强烈吸收，通常看不见的六氟化硫泄漏气体在光亮的背景下就如黑烟一样显现出来，红外线探测器随之在屏幕上形成一个映像，这个映像可由录像机记录下来。这样，即使是非常微小的泄漏也能很容易地检测到。
[0004]红外成像检漏技术在现场应用时，主要是针对高压电气设备密封较为薄弱处进行检测。比如：高压设备的密封面、焊接面、法兰面、SF6气体管道连接处、SF6气体密度表连接处以及充气口等部位。在现场检测时，红外线辐射成像检漏技术与普通的红外线热成像原理类似，都是通过接受辐射红外线能量进行成像的，使通常看不见的SF6气体泄漏在先进的红外探测技术的帮助下变得可见。但是与一般红线热成像仪不同的是，红外线辐射成像检漏技术对温度探测灵敏度的要求更高，以区分出不同气体之间非常微弱的温度差异。同时也存在周围设备环境对其检测效果的影响，对于室内高压电气设备的SF6气体泄漏检测灵敏度度较弱。通过多次对SF6设备泄漏故障进行现场红外成像检漏测试，总结归纳出影响红外成像检漏诊断的其中一个主要因素是温度差，经试验结果表明，气体温度与SF6气体泄漏红外成像检查装置的背面板的背景温度差别越大，观测效果越好。现场中SF6气体泄漏红外成像检查装置对背景温度的调节需要多次且速度要快、准确率要高，而使用传统PID进行背景温度调节容易出现温度调节过冲的问题，需要时间平衡稳定，无法满足现场SF6气体捡漏需要。
[0005]因此，亟需一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，控温快速、精确，消除了传统PID调节所需的多次温度调节过冲，大大缩短了平衡稳定时间。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，控温快速、精确，消除了传统PID调节所需的多次温度调节过冲，大大缩短了平衡稳定时间。
[0007]为达到上述目的，提供了一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温
度调节的系统，包括测温元件传感器、输出输入接口装置、模糊控制器和控温元件；所述测温元件传感器；
[0008]所述测温元件传感器用于测量SF6气体泄漏红外成像检查装置的背面板温度的高精度铂电阻信号；
[0009]所述模糊控制器用于根据输出输入接口装置获得的当前温度数字信号以及模糊控制流程获得调整制冷电流数字信号，向输出输入接口装置输出调整制冷电流数字信号；
[0010]所述输出输入接口装置用于对从测温元件传感器获得的高精度铂电阻信号进行模/数转换得到代表当前温度的当前温度数字信号并发送至模糊控制器，还用于对从模糊控制器获得的调整制冷电流数字信号进行数/模转换得到制冷电流信号并发送至控温单元；
[0011]所述控温元件用于根据调整制冷电流信号进行制冷或加热。
[0012]特别的，所述测温元件传感器采用四线制铂电阻测温电路。
[0013]特别的，所述模糊控制器采用DSP微控制器。
[0014]特别的，所述输出输入接口装置还包括信号采集装置和滤波器，分别用于信号采集和滤波。
[0015]特别的，所述输出输入接口装置包括数模转换器、模数转换器；所述数模转换器分别连接测温元件和模糊控制器；所述模数转换器分别连接模糊控制器和控温元件。
[0016]特别的，所述控温元件的结构上采用多个小型半导体致冷器阵列排布的方式。
[0017]特别的，所述模糊控制流程包括以下步骤：
[0018]步骤A1.设定目标温度；
[0019]步骤A2.设定启动温差Eopen和关闭温差Eclose，且Eopen＜Eclose＜0；
[0020]步骤A3.设定当前温度与目标温度的偏差E及E的变化率ΔE；
[0021]步骤A4.将E划分为m个偏差区间，则设偏差区间的最大值为A
m
；将ΔE分为n个变化率区间且一个偏差区间对应n个变化率区间，则设变化率区间的最大值为B
nm
；依据实际需要设定电流步长IS且变化率区间与电流步长IS一一对应，则设电流步长IS的值为C
nm
；
[0022]步骤A5.获得当前温度，计算出当前温度与目标温度的偏差E
’
及E
’
的变化率ΔE
’
；
[0023]步骤A6.判断E
’
是否大于Eclose，若E
’
大于或等于Eclose，则结束；若小于EcloseE则判断E
’
是否小于Eopen；若E
’
小于或等于Eopen，则执行步骤A7.若大于Eopen，则结束；
[0024]步骤A7.判断E
’
小于A
m
的最大值，获得m后，判断E
’
小于B
nm
的最大值，获得n，获取B
nm
电流步长IS的值C
nm
的数字信号作为调整制冷电流数字信号，循环执行步骤A5
‑
A7。
[0025]一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的方法，包括以下步骤：
[0026]B1.测量SF6气体泄漏红外成像检查装置的背面板温度的高精度铂电阻信号；
[0027]B2.高精度铂电阻信号进行模/数转换得到代表当前温度的当前温度数字信号；
[0028]B3.根据当前温度数字信号以及模糊控制流程获得调整制冷电流数字信号；
[0029]B4.将调整制冷电流数字信号进行数/模转换得到制冷电流信号；
[0030]B5.根据调整制冷电流信号进行制冷或加热。
[0031]特别的，所述模糊控制流程包括以下步骤：
[0032]步骤A1.设定目标温度；
[0033]步骤A2.设定启动温差Eopen和关闭温差Eclose，且Eopen＜Eclose＜0；
[0034]步骤A3.设定当前温度与目标温度的偏差E及E的变化率ΔE；
[0035]步骤A4.将E划分为m个偏差区间，则设偏差区间的最大值为A
m
；将ΔE分为n个变化率区间且一个偏差区间对应n个变化率区间，则设变化率区间的最大值为B
nm
；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：包括测温元件传感器、输出输入接口装置、模糊控制器和控温元件；所述测温元件传感器；所述测温元件传感器用于测量SF6气体泄漏红外成像检查装置的背面板温度的高精度铂电阻信号；所述模糊控制器用于根据输出输入接口装置获得的当前温度数字信号以及模糊控制流程获得调整制冷电流数字信号，向输出输入接口装置输出调整制冷电流数字信号；所述输出输入接口装置用于对从测温元件传感器获得的高精度铂电阻信号进行模/数转换得到代表当前温度的当前温度数字信号并发送至模糊控制器，还用于对从模糊控制器获得的调整制冷电流数字信号进行数/模转换得到制冷电流信号并发送至控温单元；所述控温元件用于根据调整制冷电流信号进行制冷或加热。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：所述测温元件传感器采用四线制铂电阻测温电路。3.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：所述模糊控制器采用DSP微控制器。4.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：所述输出输入接口装置还包括信号采集装置和滤波器，分别用于信号采集和滤波。5.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：所述输出输入接口装置包括数模转换器、模数转换器；所述数模转换器分别连接测温元件和模糊控制器；所述模数转换器分别连接模糊控制器和控温元件。6.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：所述控温元件的结构上采用多个小型半导体致冷器阵列排布的方式。7.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制的SF6气体泄漏红外成像背景智能温度调节的系统，其特征在于：所述模糊控制流程包括以下步骤：步骤A1.设定目标温度；步骤A2.设定启动温差Eopen和关闭温差Eclose，且Eopen＜Eclose＜0；步骤A3.设定当前温度与目标温度的偏差E及E的变化率ΔE；步骤A4.将E划分为m个偏差区间，则设偏差区间的最大值为A
m
；将ΔE分为n个变化率区间且一个偏差区间对应n个变化率区间，则设变化率区间的最大值为B
nm
；依据实际需要设定电流步长IS且变化率区间与电流步长IS一一对应，则设电流步长IS的值为C
nm
；步骤A5.获得当前温度，计算出当前温度与目标温度的偏差E
’
及E
’
的变化率ΔE
’
；步骤A6.判断E
’
是否大于Eclose，若E
’
大于或等于Eclose，则结束...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宗昌，唐彬，梁沁沁，胡梦竹，喻敏，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：