专利名称：高压电力设备微水密度在线监测仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测仪器，更具体地说，是应用于高压电力设备中对绝缘气 体的含水量与密度进行检测的在线监测仪器。
背景技术：
SF6 (六氟化硫)具有良好的绝缘性能和灭弧性能，现阶段被广泛应用于高压电气 设备中，在正常工况下，是较为理想的绝缘及灭弧介质。影响SF6气体绝缘及灭弧性能的关 健在于其工作气体中水分含量与气体密度的高低，如果SF6气体中水分含量超标或泄漏导 致密度下降，高压电气设备就存在安全隐患甚至导致事故发生。因此对高压电气设备中SF6 气体水分含量和密度的监测一直是电力行业安全的重要组成部分。为了监测高压电力设备中SF6气体的水分含量与气体密度，目前主要采用湿度、 压力、温度变送器简单组合后传送或单一变送器传送的方式，传送过程中容易受高频信号 干扰，数据传送不稳定；由于电力设备大多安装在室外，设备运行时会产生很大的震动，因 此监测仪器的防水防震要求对仪器性能影响至关重要，目前市场上微水密度监测仪多数采 用变送器直接组合方式，传送电路没有相对应的抗震防水设置，对防震防水效果不佳。
发明内容由于现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提出一种新型抗电磁干扰、 稳定输送、抗震防水的高压电力设备微水密度在线监测仪器，其可有效解决现有技术存在 的上述问题。为实现上述目的，本实用新型提出一种高压电力设备微水密度在线监测仪器，包 括安装在阀体上的湿度传感器、压力传感器、温度传感器和归一化滤波处理电路装置及一 保护盖和分离式出线盒，所述湿度传感器、压力传感器、温度传感器的输出端分别与所述归 一化滤波处理电路装置相连，该归一化滤波处理电路装置输出端与所述分离式出线盒的公 端连接，且所述保护盖与阀体通过连接件相连，所述分离式出线盒通过连接件安装在保护
"^n K ο作为本实用新型的进一步特征，所述归一化滤波处理电路装置包括依次相连的信 号调理电路、A/D采样芯片、微处理器、RS485或CAN通讯模块，及与该微处理器相连的数字 滤波处理电路。作为本实用新型的进一步特征，所述压力传感器采用LM134恒流源芯片，结合 IN4004 二极管，配备两个电阻，形成一个0. 9mA的恒流电源。作为本实用新型的进一步特征，所述A/D采样芯片通过MC1403电压的稳压参考， 形成电压基准源，且与所述微处理器通过控制总线相连。作为本实用新型的进一步特征，所述阀体与保护盖采用螺钉连接，该螺钉内藏于 所述阀体底部的沉孔内。作为本实用新型的进一步特征，所述归一化滤波处理装置与阀体间设有抗震防松垫。作为本实用新型的进一步特征，所述保护盖为方形设计，且其与所述分离式出线 盒通过螺钉紧固连接。由于采用以上技术方案，本实用新型的高压电力设备微水密度在线监测仪器，本 实用新型设计合理，结构紧凑，安装使用方便、能够准确稳定的测试高压电力设备中绝缘气 体的含水量、密度、温度等参数。

图IA为本实用新型的主视图；图IB为本实用新型的侧视图；图2为本实用新型中的归一化滤波处理电路装置的电路框图；图3为本实用新型中压力传感器的信号调理、放大、滤波电路图；图4为本实用新型A/D采样电路图；图5为本实用新型CPU电路电路图；图6为本实用新型通信和接点输出电路图；图7为本实用新型中湿度传感器和温度传感器的信号调理和滤波电路图。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。如图1A、1B所示，本实用新型的一种高压电力设备微水密度在线监测仪器，包括 安装在阀体1上的湿度传感器2、压力传感器3、温度传感器4和归一化滤波处理电路装置 6及一保护盖5和分离式出线盒7，湿度传感器2、压力传感器3、温度传感器4的输出端分 别与归一化滤波处理电路装置6相连，该归一化滤波处理电路装置6输出端与分离式出线 盒7的公端连接，且保护盖5与阀体1通过连接件相连，分离式出线盒7通过连接件安装在 保护盖5上，本实施例中，保护盖5采用方形设计，且其与阀体1采用内藏式螺钉10连接， 螺钉10内藏于阀体1底部沉孔内，连接可靠、受力均勻、抗震防水；且归一化处理电路装置 6与阀体1间设有抗震放松垫8，能有效防止电力设备操作时震动而对电路的影响；分离式 出线盒7公端通过螺钉紧固在保护盖5的侧面上，平面接触，密封可靠、抗震方式，且分离式 出线盒操作方便简单。如图2所示，本实用新型中的归一化滤波处理电路装置包括依次相连的信号调理 电路、A/D采样芯片、微处理器、RS485或CAN通讯模块，及与该微处理器相连的数字滤波处 理电路，且用隔离电源分别为其提供电源，湿度、压力、温度传感器(图中2、3、4)把SF6气室 内的水分、压力、温度参量转换为对应电信号，然后通过信号调理电路，对采集的传感器信 号进行调理，然后将所有信号转换为一定范围的电压信号，以方便识别。然后同高精度的A/ D采样芯片把模拟电压信号转换为数字量信号，再把数字信号转入微处理器中，计算获得相 应的参量，得到实际的温度、压力、水分等信号，再根据参量计算出SF6气室的密度、露点、 ppm、报警状态等参量，得到所有参数后，再把得到的所有参数通过归一化，打包，通过RS485 或者CAN通讯模块传输给监控系统；本实用新型水分采集单元采样特定频段滤波技术，把 采集进入的微处理器的信号通过FFT软件数字滤波处理电路，专门针对变电站的复杂电磁环境，滤除变电站的高频、工频磁场等引起的干扰，从而得到真实的低频段电压信号。本实用新型压力采集单元采用恒流源供电技术，压力传感器采用LM134恒流源芯 片，结合IN4004 二极管，配备两个电阻，形成一个0. 9mA的恒流电源，此电源不受环境温度 影响，防止因温度的变化影响电路的稳定性，同时保证了压力传感器输出的稳定性；且本实 用新型单独设置模拟参考电压技术，A/D采样芯片通过MC1403高精度电压的稳压参考，形 成电压基准源，把所有进入A/D采样芯片的信号逐个采样进来，转换为微处理器可以识别 的数字信号，然后通过控制总线，把数字信号以同步串行通信的方式传输给微处理器。如图3-7所示，图3为压力传感器的信号调理、放大、滤波电路，图7为湿度传感器 和温度传感器的信号调理和滤波电路。所有的上述信号，经过调理后输出电压信号，进入图 4的A/D采样电路，A/D采样芯片通过MC1403高精度电压的稳压参考，把所有进入A/D采样 芯片的信号逐个采样进来，转换为微处理器可以识别的数字信号，然后通过控制总线，把数 字信号以同步串行通信的方式传输给微处理器，如图5所示，在微处理器CPU内先经过软件 FFT滤波，滤除不需要的信号，得到稳定真实的数据，再按照相应的算法得的温度、压力、水 分等参量，在通过数学模型算法得到密度、PPM、露点等参量，把这些参数分别按预定好的数 据格式打包好，再组成数据包的方式，同RS485或者CAN模块(如图7所示)把数据传输给上 位计算机。但是，上述的具体实施方式
只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够 理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所 作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
权利要求1.一种高压电力设备微水密度在线监测仪器，其特征在于包括安装在阀体上的湿度 传感器、压力传感器、温度传感器和归一化滤波处理电路装置及一保护盖和分离式出线盒， 所述湿度传感器、压力传感器、温度传感器的输出端分别与所述归一化滤波处理电路装置 相连，该归一化滤波处理电路装置输出端与所述分离式出线盒的公端连接，且所述保护盖 与阀体通过连接件相连，所述分离式出线盒通过连接件安装在保护盖上。
2.根据权利要求1所述的在线监测仪器，其特征在于所述归一化滤波处理电路装置 包括依次相连的信号调理电路、A/D采样芯片、微处理器、RS485或CAN通讯模块，及与该微 处理器相连的数字滤波处理电路。
3.根据权利要求2所述的在线监测仪器，其特征在于所述压力传感器采用LM134恒 流源芯片，结合IN4004 二极管，配备两个电阻，形成一个0. 9mA的恒流电源。
4.根据权利要求3所述的在线监测仪器，其特征在于所述A/D采样芯片通过MC1403 电压的稳压参考，形成电压基准源，且与所述微处理器通过控制总线相连。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的在线监测仪器，其特征在于所述阀体与保护盖 采用螺钉连接，该螺钉内藏于所述阀体底部的沉孔内。
6.根据权利要求5所述的在线监测仪器，其特征在于所述归一化滤波处理装置与阀 体间设有抗震防松垫。
7.根据权利要求6所述的在线监测仪器，其特征在于所述保护盖为方形设计，且其与 所述分离式出线盒通过螺钉紧固连接。
专利摘要本实用新型公开一种高压电力设备微水密度在线监测仪器，包括安装在阀体上的湿度传感器、压力传感器、温度传感器和归一化滤波处理电路装置及一保护盖和分离式出线盒，湿度传感器、压力传感器、温度传感器的输出端分别与归一化滤波处理电路装置相连，该归一化滤波处理电路装置输出端与分离式出线盒的公端连接，且保护盖与阀体通过连接件相连，分离式出线盒通过连接件安装在保护盖上。本实用新型设计合理，结构紧凑，安装使用方便、能够准确稳定的测试高压电力设备中绝缘气体的含水量、密度、温度等参数。
文档编号G01N25/66GK201903491SQ201020655760
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者顾理强 申请人:上海瑞青电子工程技术有限公司