专利名称：一种新型sf6变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对SF6气体和氧气浓度探测、传感装置，尤其涉及一种对SF6 和氧气浓度探测精度高、具有报警和通讯等扩展功能的变送器。
背景技术：
无人值班变电站的组合电器设备中，采用了 SF6绝缘气体对高压开关进行保护， 为了防止SF6慢性泄漏后对巡视、维护人员安全构成的威胁，需要用到SF6变送器来探测室 内SF6和氧气具体浓度，目前存在的SF6变送器使用的处理核心本身结构过于简单，导致整 体电路复杂、存在抗干扰能力差、变送器功能单一、总体设备成本较高，以国家知识产权已 公开的"智能SF6气体密度检测器"(专利号9520856. 7)为例，该专利虽然采用单片控制 机分析是否具有漏电现象，但不具有通讯接口 ，不能通过中央控制电脑对传感器进行指令 性传输操作，具有探测精度低、不能定量显示SF6具体浓度等缺点。

实用新型内容本实用新型针对以上技术的不足，提供了一种精度高，并具有通讯、报警等扩展功 能的新型SF6变送器。 —种新型SF6变送器由电源转换单元、SF6传感器、TGS32氧气传感器、信号转换/ 放大电路、PIC控制单元、通讯单元、LED显示单元、报警单元及按键组成，其中电源转换单 元产生变送器工作所需要的电压供给SF6传感器、TGS32氧气传感器和PIC控制单元，SF6 传感器、TGS32氧气传感器通电后将与空气中SF6气体和氧气发生反应，产生与气体浓度成 确定函数关系的模拟电压信号，经信号转换/放大电路放大后输入到PIC控制单元，PIC控 制单元分别与LED显示单元、报警单元、通讯单元等输出单元连接，PIC控制单元内置的控 制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，得出具体的SF6和氧气浓 度数值，此数值一方面在PIC控制单元的控制下由LED显示单元显示，若数值不正常，由报 警单元发出报警指示；另一方面，数据通过通讯单元发送给上位PC机，可以接受中央控制 电脑的相关指令，按键可以向PIC控制单元输入相应数据。 所述的PIC控制单元采用新型PIC16F873A单片机，内部包含了 8通道10位AD转 换电路，将经过放大的SF6和氧气放大电路输出的模拟信号转换为数字信号，由处理单元 进行处理。 本实用新型通过SF6传感器和TGS32氧气传感器感应空气中SF6气体和氧气的浓 度，传感器输出的微弱模拟电压信号经信号转换/放大电路输入到PIC控制单元，PIC控制 单元内置的控制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，可以实时显 示SF6和氧气具体浓度，SF6探测精度可达50ppm，并具有实时报警、与中央控制电脑实现数 据传送等扩展功能，整体具有结构简单、硬件成本低廉、控制方便等优点。
图1为本实用新型原理图； 图2为本实用新型电路具体实施方式
如图1所示， 一种新型SF6变送器由电源转换单元1、 SF6传感器2、 TGS32氧气传 感器3、信号转换/放大电路4、 PIC控制单元5、通讯单元6、 LED显示单元7、报警单元8 及按键9组成，其中电源转换单元1产生变送器工作所需要的电压分别供给SF6传感器2、 TGS32氧气传感器3和PIC控制单元5， SF6传感器2、 TGS32氧气传感器3通电后，空气中 的SF6气体和氧气分别与传感器的电极发生反应，在传感器的输出端产生与气体浓度存在 确定函数关系的微弱模拟电压信号，此信号经过信号转换/放大电路4放大后，输入到PIC 控制单元5，此模拟信号先通过PIC控制单元5内部包含的IO位AD转换电路转换为数字 信号，PIC控制单元5内置的控制程序运用数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处 理，得出具体的SF6和氧气浓度数值，此数值一方面在PIC控制单元5的控制下由LED显示 单元7显示，若数值不正常，报警单元8上相应的报警发光二极管点亮，发出报警指示；另一 方面，数据通过通讯单元6发送给上位pc机，变送器还可以接受中央控制电脑的相关指令， 按键9可以向PIC控制单元5输入相应数据。 如图2所示，SF6变送器输入电源采用15V的开关电源，电源转换单元产生变送器 工作所需要的+5V、-5V和10V电压，分别提供给SF6传感器、TGS32氧气传感器和PIC控制 单元；SF6传感器接在SF6插座上，室内SF6气体与传感器内部的电极发生反应，产生模拟 电压信号，经信号转换/放大电路放大后，输入到PIC控制单元的RA0端口 ；TGS32氧气传感 器接在02插座上，传感器属于电化学式传感器，内部电极与室内氧气发生电化学反应，产 生与气体浓度成确定函数关系的微弱电压信号，经信号转换/放大电路放大后，输入到PIC 控制单元的RA1端口 ；PIC控制单元采用新型PIC16F873A单片机，内部包含了 8通道10位 AD转换电路，将经过放大的SF6和氧气放大电路输出的模拟信号转换为数字信号，由处理 单元进行处理，单片机内部的EEPROM程序存储器内置了变送器的控制程序，控制程序运用 数据综合滤波、数据跟踪算法对数字信号进行处理，得出具体的SF6和氧气浓度数值；RC3 接单片机的控制口，JP3插座连接了中央控制电脑的通讯线，变送器通过485通讯总线将数 据上传到中央控制电脑，可以接受来自于中央控制电脑的指令，与中央控制电脑进行相互 通讯；显示单元和报警单元中C0M1 C0M5、CL0CK、AB接单片机的控制口，单片机向LED数 码管发送控制信号，显示SF6和氧气的具体浓度数值，LED1 LED3是3个发光二极管，用 来指示当前气体浓度是否正常，当SF6浓度偏高或氧气浓度偏低时，相应的报警发光二极 管点亮；SW1 SW3按键的3个引脚Sl S3分别接到单片机的3个控制口，工作人员可以 通过按键向变送器输入一些重要的数据，例如报警的上下限数据。 本实用新型具有结构简单、工作可靠性强、实时性好等优点，可广泛应用于无人值 守变电站的SF6在线探测报警系统中，具有广泛推广意义。
权利要求一种新型SF6变送器由电源转换单元、SF6传感器、TGS32氧气传感器、信号转换/放大电路、PIC控制单元、通讯单元、LED显示单元、报警单元及按键组成；其特征在于模拟电压信号经信号转换/放大电路放大后输入到PIC控制单元，PIC控制单元分别与LED显示单元、报警单元、通讯单元连接。
2. 根据权利要求1所述的一种新型SF6变送器，其特征在于所述的PIC控制单元采 用新型PIC16F873A单片机，内部包含了 8通道10位AD转换电路。
3. 根据权利要求1所述的一种新型SF6变送器，其特征在于所述的通讯单元与上位 PC机相通。
专利摘要本实用新型公开了一种新型SF6变送器，其电源转换单元产生变送器工作所需要的电压供给SF6传感器、TGS32氧气传感器和PIC控制单元，SF6传感器、TGS32氧气传感器通电后将与空气中SF6气体和氧气发生反应，产生与气体浓度成确定函数关系的模拟电压信号，经信号转换/放大电路放大后输入到PIC控制单元，PIC控制单元分别与LED显示单元、报警单元、通讯单元等输出单元连接，按键可以向PIC控制单元输入相应数据，本变送器可以实时显示SF6和氧气具体浓度，并具有实时报警、与中央控制电脑实现数据传送等扩展功能，整体具有结构简单、硬件成本低廉、控制方便等优点。
文档编号G01N27/00GK201464403SQ20082013046
公开日2010年5月12日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者许弋 申请人:无锡职业技术学院