一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)由采氣濾氣器模塊、紫外光譜檢測(cè)模塊、模擬信號(hào)處理電路、溫濕度補(bǔ)償傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊、微機(jī)處理器單元和監(jiān)測(cè)主機(jī)組成。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明使用先進(jìn)的光譜法，壽命長，更加環(huán)保。2.光譜法只需通過特氟龍管采集電化學(xué)，相比于傳統(tǒng)的局放檢測(cè)儀器，有更廣泛的應(yīng)用；3.本發(fā)明具有極強(qiáng)的抗干擾能力和較高的靈敏度。
【專利說明】一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)及其應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)中臭氧監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體是一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)非常重要的電氣設(shè)備，絕緣件表面污穢、受潮和凝露；高壓母線連接處及斷路器觸頭接觸不良；導(dǎo)體、柜體內(nèi)表面上有金屬突起，導(dǎo)致毛刺且較尖；柜體內(nèi)有可以移動(dòng)的金屬微粒，它有積累電荷的能力，當(dāng)靠近高壓導(dǎo)體且并未接觸時(shí)，放電最可能發(fā)生，高壓開關(guān)柜故障的潛伏期都會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。為了監(jiān)測(cè)高壓開關(guān)柜的絕緣狀態(tài)，人們開發(fā)了 一系列高壓開關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)裝置。
[0003]當(dāng)前，應(yīng)用較為廣泛的高壓開關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)技術(shù)可以分為二類:
[0004]1、局部放電電磁波檢測(cè)技術(shù)(劉云鵬，王會(huì)斌，王娟，律方成.高壓開關(guān)柜局部放電UHF在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[A].高壓電器，2009 (2):15-17.將慶云.電力變壓器局部放電超高頻檢測(cè)技術(shù)的研究[D].保定:華北電力大學(xué)，2006.單平.變壓器局部放電超高頻模式識(shí)別系統(tǒng)的研究[D].西安:西安交通大學(xué)，2003)。
[0005]2、局部放電臭氧檢測(cè)技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)，通過接收柜體內(nèi)部放電產(chǎn)生的臭氧濃度，實(shí)現(xiàn)局放的檢測(cè)和模式的識(shí)別。它只需將采氣管固定在開關(guān)柜高壓設(shè)備附近，并對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)具有極強(qiáng)的抗干擾能力和較高的靈敏度。
[0007]本發(fā)明解決上述的技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0008]一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)，采用紫外線接收法的原理，用不變的紫外燈光源發(fā)生紫外線，光波過濾器只允許波長253.7nm的紫外線通過。經(jīng)過樣品光電傳感器，再經(jīng)由臭氧接收池后，抵達(dá)采樣光電傳感器。經(jīng)過樣品光電傳感器和采樣光電傳感器電旌旗燈號(hào)比擬，再經(jīng)由數(shù)學(xué)模子的核算，得出臭氧濃度，數(shù)據(jù)通過RS232物理接口經(jīng)過RS232/RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換器將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以ASCII碼的形式向外發(fā)送，監(jiān)測(cè)主機(jī)通過RS485轉(zhuǎn)USB接收數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由采氣濾氣器模塊、紫外光譜檢測(cè)模塊、模擬信號(hào)處理電路、溫濕度補(bǔ)償傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊、微機(jī)處理器單元和監(jiān)測(cè)主機(jī)組成。
[0009]1.各部件結(jié)構(gòu):
[0010]I)所述采氣濾氣器模塊由特氟龍制做的導(dǎo)氣管、抽氣泵、臭氧凈化器、電磁閥組成，導(dǎo)氣管與電磁閥連接，電磁閥與抽氣泵進(jìn)口連接，抽氣泵出口與臭氧凈化器進(jìn)口連接；電磁閥控制抽氣泵將氣體樣品通過導(dǎo)氣管吸收到臭氧凈化器內(nèi)部。
[0011]2)所述紫外光譜檢測(cè)模塊由汞燈、臭氧吸收池、光電二極管構(gòu)成，汞燈連接于臭氧吸收池上方，臭氧吸收池與光電二極管進(jìn)口連接；由汞燈發(fā)射功率一定的平行紫外光束，通過臭氧吸收池吸收后，將氣體樣品送入光電二極管接受并分析能量損失，由模擬信號(hào)處理電路將光能轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，溫濕度是影響監(jiān)測(cè)精度的因素，為了確保臭氧檢測(cè)的精確度，需要根據(jù)溫濕度補(bǔ)償傳感器對(duì)實(shí)時(shí)的溫濕度修正朗伯比爾定律的參數(shù)。
[0012]3)所述模擬信號(hào)處理電路內(nèi)含內(nèi)含光電轉(zhuǎn)換電路和放大濾波電路，光電轉(zhuǎn)換電路的出口端與放大濾波電路的進(jìn)口端連接。
[0013]4)所述溫濕度補(bǔ)償傳感器是由溫度補(bǔ)償傳感器和濕度補(bǔ)償傳感器構(gòu)成，溫度補(bǔ)償傳感器和濕度補(bǔ)償傳感器并聯(lián)。
[0014]5)所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和A/D參考模塊構(gòu)成，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)有1、I1、II1、IV接口，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的III接口與A/D參考模塊連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬電壓信號(hào)為數(shù)字信號(hào)；通過A/D參考模塊修改A/D芯片的偏移量和工作區(qū)間，使釆樣芯片始終工作于線性度最佳的區(qū)間。
[0015]6)所述微機(jī)處理器單元由單片機(jī)ARM7、液晶顯示屏、聲光提示模塊、旋鈕輸入設(shè)備、通訊模塊構(gòu)成。以單片機(jī)ARM7為核心，單片機(jī)ARM7設(shè)有1、I1、II1、IV接口，I接口與液晶顯示屏連接，II接口與聲光提示模塊連接，III接口與旋鈕輸入設(shè)備連接，IV接口與通訊模塊連接。單片機(jī)ARM7的1、I1、II1、IV接口協(xié)調(diào)儀器各部分的工作:液晶顯示屏顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和操作菜單；聲光提示模塊提示臭氧池的工作狀態(tài)和參數(shù)，對(duì)池壓、溫濕度等異常等情況進(jìn)行提示；旋鈕輸入設(shè)備是儀器面板的唯一輸入設(shè)備，操作簡單；通訊模塊包含標(biāo)準(zhǔn)USB和RS232通訊協(xié)議和物理接口，同時(shí)提供0-2.5V、4-20mA模擬輸出接口。
[0016]7)所述監(jiān)測(cè)主機(jī)由一臺(tái)裝有windows xp操作系統(tǒng)和終端仿真程序的pc機(jī)構(gòu)成，監(jiān)測(cè)主機(jī)在監(jiān)控室起到查看現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)的作用。
[0017]2.各部件的連接關(guān)系:
[0018]所述采氣濾氣器模塊的臭氧凈化器出口與紫外光譜檢測(cè)模塊的臭氧吸收池進(jìn)口連接；紫外光譜檢測(cè)模塊的光電二極管出口與模擬信號(hào)處理電路的光電轉(zhuǎn)換電路的進(jìn)口端連接；模擬信號(hào)處理電路的放大濾波電路出口端與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的I接口連接；和溫濕度補(bǔ)償傳感器的溫度補(bǔ)償傳感器和濕度補(bǔ)償傳感器并聯(lián)后與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的II接口連接；A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的IV接口與微機(jī)處理器單元的單片機(jī)ARM7連接；微機(jī)處理器單元的通訊模塊與監(jiān)測(cè)主機(jī)連接。
[0019]系統(tǒng)的工作流程為利用采氣濾氣模塊和紫外光譜檢測(cè)模塊，通過模擬信號(hào)處理電路中的光電轉(zhuǎn)換電路將待測(cè)混合氣體中的臭氧濃度從非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，然后經(jīng)放大濾波電路將該模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和A/D參考模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送至微處理器單元的單片機(jī)ARM7，對(duì)檢測(cè)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，并通過液晶顯示屏顯示檢測(cè)結(jié)果，以及通過通訊模塊的RS-232接口電路將采集數(shù)據(jù)送到監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。此外，還可以通過顯示面板的旋鈕來動(dòng)態(tài)設(shè)定濃度上限值，若測(cè)得的濃度超過上限值則通過聲光提示模塊進(jìn)行提示，實(shí)現(xiàn)臭氧的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0020]監(jiān)測(cè)主機(jī)終端仿真程序，簡單易用，可修改數(shù)據(jù)采樣間隔，通訊的波特率，數(shù)據(jù)記錄間隔。此外，數(shù)據(jù)可以保存為文本文件，然后以微軟Excel (或其它展開表格)方式打開，這樣，通過定義分隔符(例如逗號(hào)和回車)可以轉(zhuǎn)換成柱狀形式的格式數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形化。臭氧混合率(ppbv),內(nèi)部池溫(K或oC),池壓(Torr或mbar),以電壓方式(如果從菜單激活的話)輸入的三個(gè)外部模擬值，日期，時(shí)間等以逗號(hào)界定的ASCII字符送往串口 (2400,4800或19，200波特；8點(diǎn)；無奇偶性，I停止位)，時(shí)間間隔為每2秒，10秒，I分，5分或I小時(shí)，取決于從微處理器上選定的平均時(shí)間。時(shí)間假設(shè)為24-小時(shí)(軍用的)格式，日期為歐式(dd/mm/yy)。
[0021]一條典型的數(shù)據(jù)行
[0022]67.4，35.3，980.615/10/09，18:31:27
[0023]在這里:
[0024]臭氧=67.4ppm
[0025]池溫=35.3oC(可顯示K,如從選定菜單)
[0026]池壓=980.6mbar (可顯示Torr,如從選定菜單)
[0027]日期=0ctoberl5,2009
[0028]時(shí)間=6:31:27pm
[0029]與高壓開關(guān)柜無線測(cè)溫技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1.相較于市面上眾多電化學(xué)法監(jiān)測(cè)臭氧的儀器，本儀器使用先進(jìn)的光譜法，壽命長，且沒有電化學(xué)原理反應(yīng)后的垃圾產(chǎn)物，更加環(huán)保；
[0031]2.光譜法只需通過特氟龍管采集電化學(xué)，沒有任何帶有電屬性的前端傳感器，相比于傳統(tǒng)的局放檢測(cè)儀器，有更廣泛的應(yīng)用；
[0032]3.臭氧具有不穩(wěn)定性,一般只存在于放點(diǎn)發(fā)生點(diǎn)周圍,這樣的性質(zhì)對(duì)于局放點(diǎn)的定位非常有效。
[0033]4.設(shè)備本身對(duì)檢測(cè)的環(huán)境條件有嚴(yán)格的控制，對(duì)溫度濕度和壓力更是有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ?，故儀器設(shè)備不需要經(jīng)常校準(zhǔn)也可以長時(shí)間精確穩(wěn)定的工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1是發(fā)明一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中，采氣濾氣器模塊1、紫外光譜檢測(cè)模塊2、模擬信號(hào)處理電路3、溫濕度補(bǔ)償傳感器4、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-l、A/D參考模塊5_2、微機(jī)處理器單元6、單片機(jī)ARM7 6-1、液晶顯示屏6-2、聲光提示模塊6_3、旋鈕輸入設(shè)備6_4、通訊模塊6_5、監(jiān)測(cè)主機(jī)7。
[0036]圖2是發(fā)明采氣濾氣器模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖中，導(dǎo)氣管1-1、抽氣泵1-2、臭氧凈化器1-3、電磁閥1_4。
[0038]圖3是發(fā)明紫外光譜檢測(cè)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中，汞燈2-1、臭氧吸收池2-2、光電二極管2-3
[0040]圖4是模擬信號(hào)處理電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ] 圖中，光電轉(zhuǎn)換電路3-1、放大濾波電路3-2
[0042]圖5是溫濕度補(bǔ)償器示意圖。
[0043]圖中，溫度補(bǔ)償器4-1、濕度補(bǔ)償器4-2
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0045]一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)由采氣濾氣器模塊1、紫外光譜檢測(cè)模塊2、模擬信號(hào)處理電路3、溫濕度補(bǔ)償傳感器4、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5、微機(jī)處理器單元6和監(jiān)測(cè)主機(jī)7組成。
[0046]1.各部件結(jié)構(gòu):
[0047]I)所述采氣濾氣器模塊I結(jié)構(gòu)如圖2所示:由特氟龍制做的導(dǎo)氣管1-1、抽氣泵1-2、臭氧凈化器1-3、電磁閥1-4組成，導(dǎo)氣管1-1與電磁閥1-4連接，電磁閥1-4與抽氣泵1-2進(jìn)口連接，抽氣泵1-2出口與臭氧凈化器1-3進(jìn)口連接；電磁閥1-4控制抽氣泵1-2將氣體樣品通過導(dǎo)氣管吸收到臭氧凈化器1-3內(nèi)部。
[0048]2)所述紫外光譜檢測(cè)模塊2結(jié)構(gòu)如圖3所示:由汞燈2-1、臭氧吸收池2_2、光電二極管2-3構(gòu)成，汞燈2-1連接于臭氧吸收池2-2上方，臭氧吸收池2-2與光電二極管2_3進(jìn)口連接；由汞燈2-1發(fā)射功率一定的平行紫外光束，通過臭氧吸收池2-2吸收后，將氣體樣品送入光電二極管2-3接受并分析能量損失，由模擬信號(hào)處理電路3將光能轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，溫濕度是影響監(jiān)測(cè)精度的因素，為了確保臭氧檢測(cè)的精確度，需要根據(jù)溫濕度補(bǔ)償傳感器4對(duì)實(shí)時(shí)的溫濕度修正朗伯比爾定律的參數(shù)。
[0049]3)所述模擬信號(hào)處理電路3結(jié)構(gòu)如圖4所示:內(nèi)含光電轉(zhuǎn)換電路3-1和放大濾波電路3-2。光電轉(zhuǎn)換電路3-1的出口端與放大濾波電路3-2的進(jìn)口端連接。
[0050]4)所述溫濕度補(bǔ)償傳感器4結(jié)構(gòu)如圖5所示:是由溫度補(bǔ)償傳感器4-1和濕度補(bǔ)償傳感器4-2構(gòu)成，溫度補(bǔ)償傳感器4-1和濕度補(bǔ)償傳感器4-2并聯(lián)。
[0051 ] 5)所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1和A/D參考模塊5_2構(gòu)成，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1設(shè)有1、I1、II1、IV接口，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1的III接口與A/D參考模塊5-2連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1將模擬電壓信號(hào)采樣了為數(shù)字信號(hào)；通過A/D參考模塊5-2修改A/D芯片的偏移量和工作區(qū)間，使釆樣芯片始終工作于線性度最佳的區(qū)間。
[0052]6)所述微機(jī)處理器單元6由單片機(jī)ARM7 6_1、液晶顯示屏6_2、聲光提示模塊6_3、旋鈕輸入設(shè)備6-4、通訊模塊6-5構(gòu)成。以單片機(jī)ARM76-1為核心，單片機(jī)ARM7設(shè)有1、I1、II1、IV接口，I接口與液晶顯示屏6-2連接，II接口與聲光提示模塊6-3連接，III接口與旋鈕輸入設(shè)備6-4連接，IV接口與通訊模塊6-5連接。單片機(jī)ARM76-1的1、I1、II1、IV接口協(xié)調(diào)儀器各部分的工作；液晶顯示屏6-2顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和操作菜單；聲光提示模塊6-3提示臭氧池的工作狀態(tài)和參數(shù)，對(duì)池壓、溫濕度等異常等情況進(jìn)行提示；旋鈕輸入設(shè)備6-4是儀器面板的唯一輸入設(shè)備，操作簡單；通訊模塊6-5包含標(biāo)準(zhǔn)USB和RS232通訊協(xié)議和物理接口，同時(shí)提供0-2.5V、4-20mA模擬輸出接口。
[0053]7)所述監(jiān)測(cè)主機(jī)7由一臺(tái)裝有windows xp操作系統(tǒng)和終端仿真程序的pc機(jī)構(gòu)成，監(jiān)測(cè)主機(jī)7在監(jiān)控室起到查看現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)的作用。
[0054]2.各部件的連接關(guān)系如圖1所示:
[0055]所述采氣濾氣器模塊I的臭氧凈化器1-3出口與紫外光譜檢測(cè)模塊2的臭氧吸收池2-2進(jìn)口連接；紫外光譜檢測(cè)模塊2的光電二極管2-3出口與模擬信號(hào)處理電路3的光電轉(zhuǎn)換電路3-1的進(jìn)口端連接；模擬信號(hào)處理電路3的放大濾波電路3-2出口端與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1的I接口連接；和溫濕度補(bǔ)償傳感器4的溫度補(bǔ)償傳感器4-1和濕度補(bǔ)償傳感器4-2并聯(lián)后與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1的II接口連接；A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1的IV接口與微機(jī)處理器單元6的單片機(jī)ARM76-1連接；微機(jī)處理器單元6的通訊模塊6-5與監(jiān)測(cè)主機(jī)7連接。[0056]系統(tǒng)的工作流程為利用采氣濾氣模塊I和紫外光譜檢測(cè)模塊2，通過模擬信號(hào)處理電路3將待測(cè)混合氣體中的臭氧濃度從非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，然后經(jīng)放大濾波電路3-2將該模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5-1和A/D參考模塊5-2進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送至微處理器單元6的單片機(jī)ARM7 6-1，對(duì)檢測(cè)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，并通過液晶顯示屏6-2顯示檢測(cè)結(jié)果，以及通過通訊模塊6-5的RS-232接口電路將采集數(shù)據(jù)送到監(jiān)測(cè)主機(jī)7進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。此外，還可以通過顯示面板的旋鈕6-4來動(dòng)態(tài)設(shè)定濃度上限值，若測(cè)得的濃度超過上限值則通過聲光提示模塊6-3進(jìn)行提示，實(shí)現(xiàn)臭氧的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0057]監(jiān)測(cè)主機(jī)7終端仿真程序簡單易用，可修改數(shù)據(jù)采樣間隔，通訊的波特率，數(shù)據(jù)記錄間隔。此外，數(shù)據(jù)可以保存為文本文件，然后以微軟Excel (或其它展開表格)方式打開，這樣，通過定義分隔符(例如逗號(hào)和回車)可以轉(zhuǎn)換成柱狀形式的格式數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形化。臭氧混合率(ppbv),內(nèi)部池溫(K或oC),池壓(Torr或mbar),以電壓方式(如果從菜單激活的話)輸入的三個(gè)外部模擬值，日期，時(shí)間等以逗號(hào)界定的ASCII字符送往串口 (2400,4800或19，200波特；8點(diǎn)；無奇偶性，I停止位)，時(shí)間間隔為每2秒，10秒，I分，5分或I小時(shí)，取決于從微處理器上選定的平均時(shí)間。時(shí)間假設(shè)為24-小時(shí)(軍用的)格式，日期為歐式(dd/mm/yy)。
[0058]一條典型的數(shù)據(jù)行
[0059]67.4，35.3，980.615/10/09，18:31:27
[0060]在這里:
[0061]臭氧=67.4ppm
[0062]池溫=35.3oC(可顯示K,如從選定菜單)
[0063]池壓=980.6mbar (可顯示Torr,如從選定菜單)
[0064]日期=0ctoberl5,2009
[0065]時(shí)間=6:31:27pm
[0066]可見，本發(fā)明采用采用成熟的254nm紫外吸收法技術(shù)，可在一個(gè)從十億分之一體積比(PPb)的下限到萬分之一(ppm)的上限的動(dòng)態(tài)量程里，精確測(cè)量大氣中的臭氧?；诔粞踝贤馕展庾V的高壓開關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過接收柜體內(nèi)部放電產(chǎn)生的臭氧濃度，實(shí)現(xiàn)局放的檢測(cè)和模式的識(shí)別。它只需將采氣管固定在開關(guān)柜高壓設(shè)備附近，并對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有極強(qiáng)的抗干擾能力和較高的靈敏度。此外相較于市面上眾多電化學(xué)法監(jiān)測(cè)臭氧的儀器，本儀器使用先進(jìn)的光譜法，壽命長，且沒有電化學(xué)原理反應(yīng)后的垃圾產(chǎn)物，更加環(huán)保；光譜法只需通過特氟龍管采集電化學(xué)，沒有任何帶有電屬性的前端傳感器，相比于傳統(tǒng)的局放檢測(cè)儀器，有更廣泛的應(yīng)用。
[0067]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例子而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的開關(guān)柜臭氧含量識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:由采氣濾氣器模塊(I)、紫外光譜檢測(cè)模塊(2)、模擬信號(hào)處理電路(3)、溫濕度補(bǔ)償傳感器(4)、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(5)、微機(jī)處理器單元(6)和監(jiān)測(cè)主機(jī)(7)組成， 1)各部件結(jié)構(gòu): 1.1)所述采氣濾氣器模塊(I)由特氟龍制做的導(dǎo)氣管(1-1)、抽氣泵(1-2)、臭氧凈化器(1-3)、電磁閥(1-4)組成，導(dǎo)氣管(1-1)與電磁閥(1-4)連接，電磁閥(1-4)與抽氣泵(1-2)進(jìn)口連接，抽氣泵(1-2)出口與臭氧凈化器(1-3)進(jìn)口連接；電磁閥(1-4)控制抽氣泵(1-2)將氣體樣品通過導(dǎo)氣管吸收到臭氧凈化器(1-3)內(nèi)部； 1.2)所述紫外光譜檢測(cè)模塊(2)由汞燈(2-1)、臭氧吸收池(2-2)、光電二極管(2-3)構(gòu)成，汞燈(2-1)連接于臭氧吸收池(2-2)上方，臭氧吸收池(2-2)與光電二極管(2-3)進(jìn)口連接；由汞燈(2-1)發(fā)射功率一定的平行紫外光束，通過臭氧吸收池(2-2)吸收后，將氣體樣品送入光電二極管(2-3)接受并分析能量損失，由模擬信號(hào)處理電路(3)將光能轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，溫濕度是影響監(jiān)測(cè)精度的因素，為了確保臭氧檢測(cè)的精確度，需要根據(jù)溫濕度補(bǔ)償傳感器⑷對(duì)實(shí)時(shí)的溫濕度修正朗伯比爾定律的參數(shù)； 1.3)所述模擬信號(hào)處理電路(3)內(nèi)含光電轉(zhuǎn)換電路(3-1)和放大濾波電路(3-2)，光電轉(zhuǎn)換電路(3-1)的出口端與放大濾波電路(3-2)的進(jìn)口端連接； 1.4)所述溫濕度補(bǔ)償傳感器(4)由溫度補(bǔ)償傳感器(4-1)和濕度補(bǔ)償傳感器(4-2)構(gòu)成，溫度補(bǔ)償傳感器(4-1)和濕度補(bǔ)償傳感器(4-2)并聯(lián)； 1.5)所述A/D轉(zhuǎn)換電路 模塊(5)由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)和A/D參考模塊(5_2)構(gòu)成，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)設(shè)有1、I1、II1、IV接口，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)的III接口與A/D參考模塊(5-2)連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)將模擬電壓信號(hào)采樣為數(shù)字信號(hào)；通過A/D參考模塊(5-2)修改A/D芯片的偏移量和工作區(qū)間，使釆樣芯片始終工作于線性度最佳的區(qū)間； 1.6)所述微機(jī)處理器單元(6)由單片機(jī)ARM7(6-1)、液晶顯示屏(6-2)、聲光提示模塊(6-3)、旋鈕輸入設(shè)備(6-4)、通訊模塊(6-5)構(gòu)成；以單片機(jī)ARM7(6-1)為核心，單片機(jī)ARM7設(shè)有1、I1、II1、IV接口，I接口與液晶顯示屏(6-2)連接，II接口與聲光提示模塊(6-3)連接，III接口與旋鈕輸入設(shè)備(6-4)連接，IV接口與通訊模塊(6-5)連接；單片機(jī)ARM7(6-1)的1、I1、II1、IV接口協(xié)調(diào)儀器各部分的工作；液晶顯示屏(6-2)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和操作菜單；聲光提示模塊(6-3)提示臭氧池的工作狀態(tài)和參數(shù)，對(duì)池壓、溫濕度等異常等情況進(jìn)行提示；旋鈕輸入設(shè)備(6-4)是儀器面板的唯一輸入設(shè)備，操作簡單；通訊模塊(6-5)包含標(biāo)準(zhǔn)USB和RS232通訊協(xié)議和物理接口，同時(shí)提供0-2.5V、4_20mA模擬輸出接口 ； 1.7)所述監(jiān)測(cè)主機(jī)(7)由一臺(tái)裝有windows xp操作系統(tǒng)和終端仿真程序的pc機(jī)構(gòu)成，監(jiān)測(cè)主機(jī)(7)在監(jiān)控室起到查看現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)的作用； 2)各部件的連接關(guān)系: 所述采氣濾氣器模塊(I)的臭氧凈化器(1-3)出口與紫外光譜檢測(cè)模塊(2)的臭氧吸收池(2-2)進(jìn)口連接；紫外光譜檢測(cè)模塊(2)的光電二極管(2-3)出口與模擬信號(hào)處理電路⑶的光電轉(zhuǎn)換電路(3-1)的進(jìn)口端連接；模擬信號(hào)處理電路(3)的放大濾波電路(3-2)出口端與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)的I接口連接；和溫濕度補(bǔ)償傳感器(4)的溫度補(bǔ)償傳感器(4-1)和濕度補(bǔ)償傳感器(4-2)并聯(lián)后與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊5的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)的II接口連接；A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(5)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)的IV接口與微機(jī)處理器單兀(6)的單片機(jī)ARM7 (6-1)連接；微機(jī)處理器單兀(6)的通訊模塊(6_5)與監(jiān)測(cè)主機(jī)(7)連接； 系統(tǒng)的工作流程為利用采氣濾氣模塊(I)和紫外光譜檢測(cè)模塊(2)，通過模擬信號(hào)處理電路(3)中的光電轉(zhuǎn)換電路(3-1)將待測(cè)混合氣體中的臭氧濃度從非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，然后經(jīng)放 大濾波電路(3-2)將該模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(5-1)和A/D參考模塊(5-2)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送至微處理器單元(6)的單片機(jī)ARM7 (6-1)，對(duì)檢測(cè)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，并通過液晶顯示屏(6-2)顯示檢測(cè)結(jié)果，以及通過通訊模塊(6-5)的RS-232接口電路將采集數(shù)據(jù)送到監(jiān)測(cè)主機(jī)(7)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。此外，還可以通過顯示面板的旋鈕輸入設(shè)備(6-4)來動(dòng)態(tài)設(shè)定濃度上限值，若測(cè)得的濃度超過上限值則通過聲光提示模塊(6-3)進(jìn)行提示，實(shí)現(xiàn)臭氧的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【文檔編號(hào)】G01N21/33GK104020121SQ201410230427
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】鄧雨榮, 吳秋莉, 陳慶發(fā), 張煒, 呂澤承, 蘇勇 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院