專利名稱：便攜式六氟化硫檢漏儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體檢漏儀，特別涉及一種便攜式六氟化硫檢漏儀。
背景技術(shù)：
高壓斷路器在高壓電路中起著控制和保護(hù)作用，是重要的電器元件。在眾多電器設(shè)備中，高壓斷路器的生產(chǎn)工藝最先進(jìn)，技術(shù)要求最高，屬于電器行業(yè)的龍頭產(chǎn)品。高壓斷路器可分為真空斷路器和六氟化硫(簡(jiǎn)稱SF6)斷路器。高壓斷路器在分?jǐn)噙^(guò)程中產(chǎn)生的高壓電弧，會(huì)燒蝕斷路器材料，影響斷路器的性能。SF6具有卓越的電絕緣性和滅弧性能。相同條件下，其絕緣能力為空氣、氮?dú)獾?. 5倍以上，滅弧能力為空氣的100倍，而且氣體壓力越大，絕緣性能越增高。因此，SF6的應(yīng)用范圍幾乎貫穿中壓、高壓及特高壓電器設(shè)備。在中壓范圍內(nèi)，真空斷路器的應(yīng)用相對(duì)廣泛，部分取代了 SF6斷路器，但SF6斷路器因其開(kāi)斷時(shí)的電壓過(guò)低，故仍然具有可取性，而在高壓和特高壓范圍，SF6仍然是作為介質(zhì)的唯一選擇。 隨著電器設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，性能優(yōu)良的SF6斷路器設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于各供電公司及相關(guān)行業(yè)。但隨之而來(lái)，由于產(chǎn)品制造質(zhì)量、運(yùn)行損耗、安裝不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐傻腟F6斷路器設(shè)備漏氣問(wèn)題也日益顯露。如果斷路器中的SF6氣體泄漏，空氣混入斷路器，不但會(huì)使斷路器在分?jǐn)嗟倪^(guò)程中產(chǎn)生的電弧，導(dǎo)致斷路器的損毀，而且摻有雜質(zhì)的SF6氣體有一定的毒性，會(huì)造成安全隱患，同時(shí)SF6氣體作為一種溫室效應(yīng)氣體，一旦泄漏，將會(huì)污染環(huán)境。因此，準(zhǔn)確定位漏點(diǎn)和控制消除漏點(diǎn)是高壓斷路器檢測(cè)、維護(hù)工作的重點(diǎn)，而精確、高效的六氟化硫檢漏儀勢(shì)必不可少的。目前，市場(chǎng)上SF6檢漏儀根據(jù)種類和型號(hào)的不同，價(jià)格從數(shù)千元到數(shù)萬(wàn)元不等。最先進(jìn)的應(yīng)用激光光聲光譜檢測(cè)技術(shù)的檢漏儀價(jià)格甚至高達(dá)幾十萬(wàn)。如最先進(jìn)的紅外檢漏儀，其靜態(tài)靈敏度雖然很高，但靜態(tài)靈敏度是不考慮檢漏儀的響應(yīng)時(shí)間也不考慮周圍環(huán)境各種干擾氣體的影響的靈敏度。實(shí)際在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量SF6泄漏時(shí)，檢漏儀的探頭是移動(dòng)的，速度大約在1厘米/秒-3厘米/秒。正常情況下泄漏點(diǎn)周圍SF6氣體的濃度是呈梯度分布的。因此在現(xiàn)實(shí)工業(yè)應(yīng)用中，如何提高檢漏儀的動(dòng)態(tài)靈敏度是真正的使用價(jià)值所在，并且還要能引導(dǎo)檢測(cè)者移向濃度高的方向，從而快速定位找到泄漏點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于為了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種成本低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好， 且能引導(dǎo)檢測(cè)者快速定位找到泄漏點(diǎn)的便攜式六氟化硫檢漏儀。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于所述便攜式六氟化硫檢漏儀包括探頭、逆變及升壓電路、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)處理電路及聲光報(bào)警電路，所述逆變及升壓電路將直流電源變換成脈沖高壓輸出至探頭，所述探頭的輸出與信號(hào)放大電路連接，所述數(shù)據(jù)處理電路中包括記憶單元和比較器，所述信號(hào)放大電路將測(cè)得的實(shí)時(shí)六氟化硫信號(hào)輸出到比較器，所述比較器將測(cè)得的實(shí)時(shí)六氟化硫信號(hào)值與記憶單元中存儲(chǔ)的值進(jìn)行比較，如實(shí)時(shí)值大于存儲(chǔ)值則將實(shí)時(shí)值存入記憶單元并控制聲光報(bào)警電路報(bào)警，如實(shí)時(shí)值不大于存儲(chǔ)值則保持記憶單元不變并控制聲光報(bào)警電路關(guān)閉報(bào)警。[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本便攜式六氟化硫檢漏儀中使用高壓電暈感測(cè)器，通過(guò)在傳感器中的金屬絲產(chǎn)生脈沖高壓連續(xù)放電，利用SF6氣體的高度絕緣特性，當(dāng)SF6氣體吸入傳感器時(shí)，會(huì)抑制空氣的電離，改變電暈電場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)采集電信號(hào)變化的幅度，就可以確定空氣中SF6的濃度，對(duì)SF6有極高的感應(yīng)，因此動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；此外由于本便攜式六氟化硫檢漏儀的數(shù)據(jù)處理電路中包括了記憶單元和比較器，并且比較器將測(cè)得的實(shí)時(shí)六氟化硫信號(hào)值與記憶單元中存儲(chǔ)的值進(jìn)行比較，只有當(dāng)實(shí)時(shí)值大于存儲(chǔ)值則將實(shí)時(shí)值存入記憶單元并控制聲光報(bào)警電路報(bào)警，因此可以引導(dǎo)檢測(cè)者移向六氟化硫濃度高的方向，從而快速找到泄漏點(diǎn)ο
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為逆變及升壓電路具體實(shí)施例電原理圖；圖3為數(shù)據(jù)處理電路具體實(shí)施例電原理圖；圖4為信號(hào)放大電路具體實(shí)施例電原理圖；圖5-6為聲光報(bào)警電路具體實(shí)施例電原理圖；圖7為顯示電路具體實(shí)施例電原理圖；圖8為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子線路原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，便攜式六氟化硫檢漏儀設(shè)有一個(gè)外殼1和探頭桿2，探頭安裝在探頭桿2中，并通過(guò)導(dǎo)線與外殼中的電子線路連接。外殼1上設(shè)有顯示窗10，內(nèi)部設(shè)有電子線路。如圖7示，電子線路包括逆變及升壓電路、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)處理電路及聲光報(bào)警電路，逆變及升壓電路將直流電源變換成脈沖高壓輸出至探頭，所述探頭的輸出與信號(hào)放大電路連接。本具體實(shí)施例中，逆變及升壓電路由恒流源、正反饋和變壓升壓電路組成，如圖 2所示，三極管Q2與線圈L2串聯(lián)在三級(jí)管Ql的集電極和電源正極之間，電阻R2和二極管 LEDl的串聯(lián)支路并聯(lián)在限流電阻Rl和穩(wěn)壓管D5串聯(lián)支路中的限流電阻Rl上，三極管Q2 的基極與電阻R2和二極管LEDl的連接點(diǎn)連接為三極管Q2的基極提供一個(gè)恒定的電壓構(gòu)成恒流源，三級(jí)管Ql的發(fā)射極接電源地，三級(jí)管Ql的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)有電容Cl及電阻R5和二極管Dl的串聯(lián)支路，三級(jí)管Ql的基極與穩(wěn)壓管D5之間連接有電阻R3、電阻R4 和線圈Ll的串聯(lián)支路，電感L3與電阻R6、二極管D2-4的串聯(lián)支路與電容C2并聯(lián)后再與電阻R8串聯(lián)，然后再與探頭及電阻R9并聯(lián)，其中電感Li、電感L2和電感L3繞在同一磁芯上，電感Ll成正反饋，電感L3形成升壓。如圖4所示，信號(hào)放大電路以運(yùn)算放大器Ul為核心組成的反相放大器構(gòu)成，所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接有由分壓電阻RlO和Rll 分壓后得到的參考電平，從探頭輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R12從運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端輸入。其工作原理是電阻RlO和Rll對(duì)電源電壓進(jìn)行分壓，使Rll上的電壓大概在2伏左右，當(dāng)傳感器未接觸到SF6氣體時(shí)，A端的電壓約為3-4伏，反相端放大大于同相端，疊加后其輸出為負(fù)；若有SF6進(jìn)入，隨著SF6的濃度增加，則A端的電壓也隨之減小，當(dāng)同相端放大大于反相端時(shí)，則輸出為正，其差值越大，輸出的值也越大。[0015]如圖3所示，本具體實(shí)施例中，比較器由運(yùn)算放大器U4及電容C7和電阻R22構(gòu)成的反饋支路組成的比例放大器構(gòu)成，運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與輸出端連接組成的第一跟隨器經(jīng)過(guò)電阻R19與運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接將經(jīng)過(guò)放大后的實(shí)時(shí)信號(hào)輸入至比較器；運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與輸出端連接組成的第二跟隨器的輸出端經(jīng)過(guò)電阻R21與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，第二跟隨器的反相輸入端與電源地之間連接有電阻R18和保持電容C6構(gòu)成記憶單元，信號(hào)放大電路輸出端即運(yùn)算放大器Ul的輸出端與保持電容C6之間設(shè)有開(kāi)關(guān)J1。當(dāng)B端輸入為負(fù)時(shí)，運(yùn)算放大器U2和U3的輸出都為負(fù)，三極管Ql和Q2截止，c端沒(méi)有輸出；當(dāng)B端輸入為正時(shí)，運(yùn)放U2和U3的輸出為正，則三極管 Q3和Q4導(dǎo)通，D端有輸出，并驅(qū)動(dòng)后面的電路產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。在此時(shí)按下按鍵J1，則電容器C6充電，b端形成與B端相等的穩(wěn)定電壓，相當(dāng)于將B端的電壓記憶下來(lái)；當(dāng)B端有新的信號(hào)進(jìn)來(lái)的時(shí)候，則通過(guò)運(yùn)放U4，將此時(shí)的輸入與B端記憶下來(lái)的電壓進(jìn)行比較，只有當(dāng)此時(shí)的輸入比B端記憶下來(lái)的電壓大時(shí)，三極管Ql和Q2才會(huì)導(dǎo)通，產(chǎn)生報(bào)警。當(dāng)然，運(yùn)算放大器U4的兩個(gè)輸入端也可以互換，換過(guò)后只是其輸出的電平與原來(lái)相反。聲光報(bào)警電路包括驅(qū)動(dòng)部分和由555時(shí)基及其外圍元件組成的電平控制振蕩電路構(gòu)成，輸出驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。為了能同時(shí)準(zhǔn)確地知道現(xiàn)場(chǎng)的六氟化硫?qū)崟r(shí)濃度，本便攜式六氟化硫檢漏儀還可以設(shè)有數(shù)值顯示單元，如圖7所示，顯示單元包括以AD轉(zhuǎn)換集成電路和微處理單片機(jī)及其外圍元件，AD轉(zhuǎn)換集成電路選用ADC0809，微處理單片機(jī)選用AT 89C51，探頭輸出與AD轉(zhuǎn)換集成電路連接，微處理單片機(jī)選用AT 89C51的數(shù)據(jù)輸出口與顯示屏微處理單片機(jī)選用AT 89C51連接，微處理單片機(jī)選用AT 89C51可選用液晶顯示屏。便攜式六氟化硫檢漏儀在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，探頭的靈敏度會(huì)有所降低，為了延長(zhǎng)其實(shí)用壽命，本實(shí)用新型中在正反饋振蕩電路的反饋支路中串聯(lián)有電位器，調(diào)節(jié)探頭靈敏度。如圖2所示，在反饋支路中串聯(lián)電位器R7，電位器R7可選用數(shù)字電位器，這樣通過(guò)改變電位器R7的電阻值來(lái)調(diào)節(jié)采樣電阻R9上分到的電壓，即可以達(dá)到調(diào)節(jié)探頭的靈敏度的目的。
權(quán)利要求1.一種便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于所述便攜式六氟化硫檢漏儀包括探頭、逆變及升壓電路、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)處理電路及聲光報(bào)警電路，所述逆變及升壓電路將直流電源變換成脈沖高壓輸出至探頭，所述探頭的輸出與信號(hào)放大電路連接，所述數(shù)據(jù)處理電路中包括記憶單元和比較器，所述信號(hào)放大電路將測(cè)得的實(shí)時(shí)六氟化硫信號(hào)輸出到比較器，所述比較器將測(cè)得的實(shí)時(shí)六氟化硫信號(hào)值與記憶單元中存儲(chǔ)的值進(jìn)行比較，如實(shí)時(shí)值大于存儲(chǔ)值則將實(shí)時(shí)值存入記憶單元并控制聲光報(bào)警電路報(bào)警，如實(shí)時(shí)值不大于存儲(chǔ)值則保持記憶單元不變并控制聲光報(bào)警電路關(guān)閉報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于所述比較器由一個(gè)運(yùn)算放大器及外圍元件組成的比例放大器構(gòu)成，所述比例放大器的一個(gè)輸入端與由一個(gè)運(yùn)算放大器組成的第一跟隨器的輸出端連接，第一跟隨器的輸入端與信號(hào)放大電路輸出端連接；所述比例放大器的另一個(gè)輸入端與由另一個(gè)運(yùn)算放大器組成的第二跟隨器的輸出端連接，第二跟隨器的輸入端與電源地之間連接有保持電容構(gòu)成所述記憶單元，所述信號(hào)放大電路輸出端與保持電容之間設(shè)有開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于還設(shè)有顯示單元， 所述顯示單元顯示實(shí)時(shí)檢測(cè)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于所述逆變及升壓電路由恒流源、正反饋振蕩電路和變壓升壓電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于所述正反饋振蕩電路的反饋支路中串聯(lián)有電位器，調(diào)節(jié)探頭靈敏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式六氟化硫檢漏儀，其特征在于所述信號(hào)放大電路以運(yùn)算放大器為核心組成的反相放大器構(gòu)成，所述反相放大器的同相輸入端連接有一參考電平，檢測(cè)信號(hào)從反相放大器的反相輸入端輸入。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式六氟化硫檢漏儀。檢漏儀包括探頭、逆變及升壓電路、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)處理電路及聲光報(bào)警電路，所述數(shù)據(jù)處理電路中包括記憶單元和比較器。由于本便攜式六氟化硫檢漏儀的數(shù)據(jù)處理電路中包括了記憶單元和比較器，并且比較器將測(cè)得的實(shí)時(shí)六氟化硫信號(hào)值與記憶單元中存儲(chǔ)的值進(jìn)行比較，只有當(dāng)實(shí)時(shí)值大于存儲(chǔ)值則將實(shí)時(shí)值存入記憶單元并控制聲光報(bào)警電路報(bào)警，因此可以引導(dǎo)檢測(cè)者移向六氟化硫濃度高的方向，從而快速找到泄漏點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M3/16GK202008426SQ20112010535
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者凌榮耀, 朱翔鷗, 李愛(ài)飛, 汪澤煌, 沈丹萍, 潘益斌, 胡靜 申請(qǐng)人:溫州大學(xué)