一种气体状态多参量检测传感器及其自校准方法技术

本发明专利技术涉及电力测试技术领域，尤其涉及一种气体状态多参量检测传感器及其自校准方法，该传感器包括：测试件，具有测试腔室，测试件上具有本体接口；多参量感知机构，包括伸入至测试腔室内的多参量感知单元；校准机构，与测试件连接，并且与多参量感知机构相对设置，校准机构具有伸入至测试腔室内的阀杆，阀杆朝向多参量感知单元和加热件的一端具有可容纳多参量感知单元的容纳腔；其中，在进行校准时在外力驱动下朝向多参量感知单元和加热机构移动，使得容纳腔与多参量感知单元和加热机构所在的侧壁形成密封腔室停止。本发明专利技术通过容纳腔可移动设置，实现了微水感知单元的自校准，提高了检测的精度。本发明专利技术还请求保护上述传感器的自校准方法。自校准方法。自校准方法。

【技术实现步骤摘要】
一种气体状态多参量检测传感器及其自校准方法


[0001]本专利技术涉及电力测试
，尤其涉及一种气体状态多参量检测传感器及其自校准方法。

技术介绍

[0002]六氟化硫（以下简称SF6）作为一种性能良好的绝缘气体，被广泛应用于高压电气设备内作为灭弧和绝缘介质使用，在实际使用过程中，SF6的密度降低以及微水含量均会影响到它的绝缘性能，危害电气设备的安全，因此需要引入SF6气体状态在线监测系统，对气体中的微水、密度含量进行实时在线监测。
[0003]现有技术中，常用的SF6气体密度与微水监测传感器多属于分离式，即采用专用的测试气路，在气路末端安装相应的在线监测传感器，因此需要在高压电气设备上安装多个气路，存在较大的漏气风险，且专用气路复杂维护难度大；此外，专利技术人还发现，目前在线密度、微水监测传感器长时间运行时存在零点漂移现象，导致电气设备内部 SF6气体状态监测存在误差，严重影响电气设备的安全。

技术实现思路

[0004]鉴于以上技术问题中的至少一项，本专利技术提供了一种气体状态多参量检测传感器及其自校准方法，采用结构的改进以提高传感器的检测精度。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供一种气体状态多参量检测传感器，包括：测试件，所述测试件内具有测试腔室，所述测试件上具有与所述测试腔室连通的本体接口，所述本体接口用于与被测设备连接，以使得被测设备内的气体进入至所述测试腔室内；多参量感知机构，与所述测试件连接，包括伸入至所述测试腔室内的多参量感知单元和与所述多参量感知单元电连接的控制器；校准机构，与所述测试件连接，并且与所述多参量感知机构相对设置，所述校准机构具有伸入至所述测试腔室内的阀杆，所述阀杆朝向所述多参量感知单元的一端具有可容纳所述多参量感知单元的容纳腔；加热机构，设置在所述测试腔室内，所述加热机构与所述控制器电连接，用于对所述容纳腔进行加热；其中，所述多参量感知单元包括微水感知单元、压力感知单元、温度感知单元，所述阀杆被配置为在进行校准时在外力驱动下朝向所述多参量感知单元移动，使得所述容纳腔与所述多参量感知单元所在的侧壁形成密封腔室停止，所述加热机构处于形成的密封腔室内，用于与所述控制器配合进行所述微水感知单元的零点校准。
[0006]在本专利技术的一些实施例中，所述测试腔室内还具有容纳室，所述容纳室与所述多参量感知单元相对设置，所述阀杆在初始位置时，所述容纳腔处于所述容纳室内。
[0007]在本专利技术的一些实施例中，所述容纳腔的顶部还具有密封圈。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述测试腔室上还具有环形凸起，所述环形凸起将所述多参量感知单元所在区域包围，并且与所述密封圈相对设置。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述测试件中所述测试腔室与所述本体接口相对的一端还具有补气接口。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述补气接口上具有自封阀。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述加热机构为加热丝，所述加热丝设置在所述多参量感知单元的周侧。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述加热机构包括固定在所述多参量感知单元上的感应线圈以及固定在所述容纳腔内的感应加热件，所述感应加热件与所述感应线圈相对设置，当所述阀杆朝向所述多参量感知单元移动行程密封腔室时，所述感应加热件插入至所述感应线圈内。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述容纳室的侧壁上还通过铰簧转动连接有自封门板，所述自封门板用于所述容纳腔的自封闭，当所述阀杆朝向所述多参量感知单元移动时，所述自封门板被顶开，当所述阀杆缩回时，所述自封门板关闭。
[0014]根据本专利技术的第二方面，还提供了一种如第一方面中任一项所述的气体状态多参量检测传感器的微水零点校准方法，包括以下步骤：在初始状态下，对容纳腔内的水汽分压进行标定，并拟合出不同温度下所述容纳腔内的水汽分压函数E
h
（T）；在每次使用气体状态多参量检测传感器时，利用所述水汽分压函数E
h
（T）进行微水感知单元的零点校准，所述零点校准包括以下步骤：驱动阀杆朝向多参量感知单元移动，使得容纳腔与测试腔室内壁贴合形成密封腔室；获取当前密封腔室内的温度值T1和湿度值RH1，根据水汽分压函数水汽分压函数E
h
（T）计算处当前温度下的水汽分压E
h1
，利用Goff
‑
Gratch饱和水汽压方程或Wexler
‑
Greenspan水汽压方程计算出当前温度下的饱和水汽压E
w1
，根据公式（1）和公式（2）计算微水感知单元当前温度下的零点值RH
zero1
，其中：式(1)中RH
Sensor
是MEMS微水感知单元测量值，RH
zero
是微水感知单元零点值，RH
w
是相对湿度公式计算值；式(2)中E
h
是水汽气压，E
w
是同温度下饱和水汽压；启动加热机构，加热密封腔室内气体的温度T2至T2=（T1+10）℃，停止加热机构的加热，读取密封腔室内此时的湿度值RH2，利用Goff
‑
Gratch饱和水汽压方程或Wexler
‑
Greenspan水汽压方程计算出当前温度下的饱和水汽压E
w1
，根据所述公式（1）和公式（2）计算微水感知单元当前温度下的零点值RH
zero2
；继续启动加热机构，加热密封腔室内气体的温度T3至T3=（T2+10）℃，停止加热机构的加热，读取密封腔室内此时的湿度值RH3，利用Goff
‑
Gratch饱和水汽压方程或Wexler
‑
Greenspan水汽压方程计算出当前温度下的饱和水汽压E
w1
，根据所述公式（1）和公式（2）计
算微水感知单元当前温度下的零点值RH
zero3
；比较RH
zero1
、RH
zero2
和RH
zero3
，选择其中最小值作为当前微水感知单元的零点值。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过多参量感知机构的设置，在一个测试腔室内进行多种参量的检测，与现有技术相比，运行可靠且方便维护和更换，此外，通过校准机构中容纳腔在测试腔室内构成的密闭腔室。使得微水测定实现自校准功能，从而在长时间的运行条件下确保微水监测的准确性，提高了测量的精准度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，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的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例一中气体状态多参量检测传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例一中气体状态多参量检测传感器在初始状态时的局部剖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体状态多参量检测传感器，其特征在于，包括：测试件，所述测试件内具有测试腔室，所述测试件上具有与所述测试腔室连通的本体接口，所述本体接口用于与被测设备连接，以使得被测设备内的气体进入至所述测试腔室内；多参量感知机构，与所述测试件连接，包括伸入至所述测试腔室内的多参量感知单元和与所述多参量感知单元电连接的控制器；校准机构，与所述测试件连接，并且与所述多参量感知机构相对设置，所述校准机构具有伸入至所述测试腔室内的阀杆，所述阀杆朝向所述多参量感知单元的一端具有可容纳所述多参量感知单元的容纳腔；加热机构，设置在所述测试腔室内，所述加热机构与所述控制器电连接，用于对所述容纳腔进行加热；其中，所述多参量感知单元包括微水感知单元、压力感知单元、温度感知单元，所述阀杆被配置为在进行校准时在外力驱动下朝向所述多参量感知单元移动，使得所述容纳腔与所述多参量感知单元所在的侧壁形成密封腔室停止，所述加热机构处于形成的密封腔室内，用于与所述控制器配合进行所述微水感知单元的零点校准。2.根据权利要求1所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述测试腔室内还具有容纳室，所述容纳室与所述多参量感知单元相对设置，所述阀杆在初始位置时，所述容纳腔处于所述容纳室内。3.根据权利要求2所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述容纳腔的顶部还具有密封圈。4.根据权利要求3所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述测试腔室上还具有环形凸起，所述环形凸起将所述多参量感知单元所在区域包围，并且与所述密封圈相对设置。5.根据权利要求1所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述测试件中所述测试腔室与所述本体接口相对的一端还具有补气接口。6.根据权利要求5所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述补气接口上具有自封阀。7.根据权利要求1所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述加热机构为加热丝，所述加热丝设置在所述多参量感知单元的周侧。8.根据权利要求2所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述加热机构包括固定在所述多参量感知单元上的感应线圈以及固定在所述容纳腔内的感应加热件，所述感应加热件与所述感应线圈相对设置，当所述阀杆朝向所述多参量感知单元移动行程密封腔室时，所述感应加热件插入至所述感应线圈内。9.根据权利要求8所述的气体状态多参量检测传感器，其特征在于，所述容纳室的侧壁上还通过铰簧转动连接有自封门板，所述自封门板用于所述容纳腔的自封闭，当所述阀杆朝向所述多参量感知单元移动时，所述自封门板被顶开，当所述阀杆缩回时，所述自封门板关闭。10.一种根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的气体状态多参量检测传感器的微水零点校准方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王真，路永玲，付慧，胡成博，朱雪琼，刘征宇，刘子全，薛海，贾骏，李洪涛，李玉杰，赵科，杨景刚，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：