分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，包括中央控制處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、信號(hào)發(fā)生器模塊、標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊、多路切換電路、電導(dǎo)電極傳感器和檢波與自增益A/D，中央控制處理器與信號(hào)發(fā)生器模塊連接，信號(hào)發(fā)生器模塊同時(shí)分別與標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊和電導(dǎo)電極傳感器連接，標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊和電導(dǎo)電極傳感器同時(shí)與多路切換電路連接，多路切換電路通過檢波與自增益A/D與中央控制處理器連接。本實(shí)用新型裝置內(nèi)置分段校準(zhǔn)源，結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)；檢測時(shí)將儀器有效測量量程細(xì)分若干段，每段量程對(duì)應(yīng)相應(yīng)的放大比例，解決由于污穢物溶液的導(dǎo)電機(jī)理復(fù)雜，測量范圍非線性變化引起測量裝置精度降低的問題。
【專利說明】分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力環(huán)境檢測領(lǐng)域，具體涉及一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，電力系統(tǒng)在開展環(huán)境污染對(duì)輸電線路、發(fā)電廠、變電站、污染嚴(yán)重地區(qū)和霧霾地區(qū)監(jiān)控評(píng)估時(shí)，對(duì)于已經(jīng)投入使用高壓輸電線路、發(fā)電廠、變電站等場所的絕緣子及外絕緣設(shè)備每年至少要檢測一次絕緣子表面積污穢物導(dǎo)電性的強(qiáng)弱程度，通常是檢測絕緣子表面污穢物的等值附鹽密度，目前常規(guī)測量等值附鹽密度裝置是按照電導(dǎo)率測量儀的測量原理利用的單片機(jī)對(duì)絕緣子表面污穢的電導(dǎo)率進(jìn)行測量，測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到最終測量結(jié)果，但是測量方法采用直流方法時(shí)會(huì)在電導(dǎo)電極傳感器的電極上的產(chǎn)生極化無法準(zhǔn)確測量；采用交流測量方式，由于緣子表面積污穢物溶液的導(dǎo)電機(jī)理復(fù)雜，測量范圍非線性變化以及電源波動(dòng)、元器件溫度漂移等因素導(dǎo)致測量精度降低、儀器穩(wěn)定性及重復(fù)性差問題，無法為電力系統(tǒng)提供真實(shí)準(zhǔn)確的等值附鹽密度測量值，影響評(píng)估環(huán)境對(duì)電網(wǎng)污染這一重要工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提出一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，大大提高等值附鹽密度測量的精度，為正確檢測評(píng)估環(huán)境污染對(duì)電力設(shè)備影響狀態(tài)提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，包括電源、中央控制處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、信號(hào)發(fā)生器模塊、標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊、多路切換電路、電導(dǎo)電極傳感器和檢波與自增益A/D，中央控制處理器與信號(hào)發(fā)生器模塊連接，信號(hào)發(fā)生器模塊分別與標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊和電導(dǎo)電極傳感器連接，標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊和電導(dǎo)電極傳感器與多路切換電路連接，多路切換電路通過檢波與自增益A/D與中央控制處理器連接，中央控制處理器將得到的信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。
[0005]作為優(yōu)選，所述中央控制處理器與溫度傳感器連接。
[0006]作為優(yōu)選，所述中央控制處理器還與顯示器、鍵盤、打印機(jī)和上位機(jī)USB接口連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊包括若干標(biāo)準(zhǔn)源，電導(dǎo)電極傳感器有效量程為N，將N細(xì)化若干段，每一段設(shè)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源。
[0008]作為優(yōu)選，所述電導(dǎo)電極傳感器有效量程細(xì)化3段，每一段的標(biāo)準(zhǔn)源為R21、R22和R23。
[0009]在本實(shí)用新型中，電導(dǎo)電極傳感器的有效測量程細(xì)化為若干段，每一量程段設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源，通過測量標(biāo)準(zhǔn)源和標(biāo)準(zhǔn)源的標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)行比較，得出在測量時(shí)檢波電路、采樣電路等引起的偏差，對(duì)測量系統(tǒng)進(jìn)行修正，從而剔除電路各種因素造成的誤差；同時(shí)每段量程的信號(hào)分壓、放大等都根據(jù)每段的量程不同而進(jìn)行自動(dòng)設(shè)置，使所檢測的信號(hào)在最佳的量程之內(nèi)，測量誤差最小，解決由于污穢物溶液的導(dǎo)電機(jī)理復(fù)雜，測量的范圍大，測量結(jié)果呈非線性以及電源波動(dòng)、元器件溫度漂移等因素導(dǎo)致測量精度降低、測量重復(fù)性和穩(wěn)定性差等問題。
[0010]在本實(shí)用新型中，所述電源為單向220V交流電壓或者內(nèi)附直流電池。
[0011]有益效果:本實(shí)用新型的一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、通過每一段量程設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源，通過測量每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源的測量值與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)源的標(biāo)準(zhǔn)值比較，得出檢波電路、采樣電路等引起的偏差，對(duì)測量系統(tǒng)進(jìn)行修正，從而剔除電路各種因素造成的誤差，如電源波動(dòng)、元器件溫度漂移、外界干擾信號(hào)等因素導(dǎo)致測量精度降低、測量重復(fù)性和穩(wěn)定性差問題，減小了測量儀器自身影響測量誤差因素，提高了測量的準(zhǔn)確性和精度，保證了測試結(jié)果的唯一有效性。
[0013]2、儀器有效量程細(xì)化分段，每段的量程的信號(hào)分壓、放大等都根據(jù)每段的量程不同而進(jìn)行設(shè)置，解決測量系統(tǒng)由于污穢物溶液的導(dǎo)電機(jī)理復(fù)雜，所需測量的范圍大，其值呈現(xiàn)非線性問題，保證所檢測的信號(hào)在最佳的量程之內(nèi)，測量誤差最小。
[0014]3、本裝置內(nèi)置分段校準(zhǔn)源和本檢測方法采用分段測量，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實(shí)現(xiàn)了絕緣子表面積污穢物的等值附鹽密度測量的智能化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型總的基本原理圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型分段校準(zhǔn)、測量電路圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型中控制、測量程序流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，包括電源13、中央控制處理器7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6、信號(hào)發(fā)生器模塊2、標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊4、多路切換電路3、電導(dǎo)電極傳感器I和檢波與自增益A/D5，中央控制處理器7與信號(hào)發(fā)生器模塊2連接，信號(hào)發(fā)生器模塊2同時(shí)分別與標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊4和電導(dǎo)電極傳感器I連接，標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊4和電導(dǎo)電極傳感器I同時(shí)與多路切換電路3連接，多路切換電路3通過檢波與自增益A/D5與中央控制處理器7連接。
[0020]在本實(shí)用新型中，所述中央控制處理器7與溫度傳感器8連接，所述中央控制處理器7還與顯示器9、鍵盤10、打印機(jī)11和上位機(jī)USB接口 12連接，所述標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊4包括若干標(biāo)準(zhǔn)源，電導(dǎo)電極傳感器I有效量程為N,將N細(xì)化若干段,每一段設(shè)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源。
[0021]如圖2所示，本實(shí)用新型的分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置的具體檢測方法:U10、Ull為多量程切換器集成電路模塊，U16為多路運(yùn)放集成電路，對(duì)每段的量程的信號(hào)分壓、放大等進(jìn)行調(diào)整，使所檢測的信號(hào)在最佳的量程之內(nèi)，測量誤差最小；電路設(shè)計(jì)時(shí)將電導(dǎo)電極傳感器I的有效測量程通過UlO多路運(yùn)放集成電路細(xì)化為N段，在本實(shí)施例中，N為3段，每段的量程的信號(hào)分壓、放大等都根據(jù)每段的量程不同而進(jìn)行設(shè)置，從而保證所檢測的信號(hào)在最佳的量程之內(nèi)，測量誤差最??；不同量程段設(shè)置對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)源，在本實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊4中標(biāo)準(zhǔn)源為高精度標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、R22、R23，作為該段的標(biāo)準(zhǔn)值，每段的量程的信號(hào)分壓、放大等都根據(jù)每段的量程不同而進(jìn)行設(shè)置，其中R21對(duì)應(yīng)U16B, R22對(duì)應(yīng)U16C，R23對(duì)應(yīng)U16D，檢測時(shí)通過多量程切換器集成電路模塊UlO控制與多路運(yùn)放集成電路U16的連接，在測量時(shí)先實(shí)際檢測各量程標(biāo)準(zhǔn)源測量值，與存入程序中的已知標(biāo)準(zhǔn)源數(shù)值進(jìn)行比較，對(duì)測量系統(tǒng)進(jìn)行修正值；然后中央控制處理器7發(fā)出控制信號(hào)，控制多路切換集成電路模塊Ull的連接狀態(tài)，使得信號(hào)發(fā)生器模塊2發(fā)送高穩(wěn)定度的正弦波信號(hào)輸入到電導(dǎo)電極傳感器1，檢測電導(dǎo)電極傳感器I兩個(gè)極間電壓和電流信號(hào)，信號(hào)經(jīng)Ull集成電路模塊和運(yùn)放集成電路U16中U16B、U16C、U16D的一路傳入到檢波與自增益A/D5電路中，中央控制處理器7根據(jù)檢波與自增益A/D5電路的轉(zhuǎn)換值，判斷出該電導(dǎo)電極傳感器I兩個(gè)極間電壓和電流信號(hào)所處的最佳量程后，然后中央控制處理器7根據(jù)檢測值控制多路切換集成電路模塊Ull的連接狀態(tài)，將測量回路切換連接到運(yùn)放集成電路U16最佳的一路量程，然后重新控制信號(hào)發(fā)生器模塊2發(fā)送信號(hào)到電導(dǎo)電極傳感器1，檢測待測溶液中的電導(dǎo)電極傳感器I兩個(gè)極間電壓和電流信號(hào)測量，求出所測溶液電導(dǎo)率；運(yùn)算程序?qū)y量結(jié)果用修正值進(jìn)行修正，去除電路各種因素造成的誤差、檢波電路、采樣電路等引起的偏差，提高測量精度。
[0022]具體實(shí)施時(shí)結(jié)合圖2和圖3，首先接通電源13，本實(shí)用新型中的儀器通過中央控制處理器7嵌置的軟件指令，控制儀器自動(dòng)進(jìn)入自校工作階段，主要是對(duì)裝置本身及外接設(shè)備進(jìn)行檢測，如電導(dǎo)電極傳感器I與溫度傳感器8是否存在問題；當(dāng)自校儀器正常，中央控制處理器7發(fā)出控制指令，改變多路切換電路3的連接狀態(tài)，使得信號(hào)發(fā)生器模塊2發(fā)送高穩(wěn)定度的正弦波信號(hào)輸入到標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊4，信號(hào)經(jīng)多路切換電路3進(jìn)入檢波與自增益A/D5電路，檢測各量程段的標(biāo)準(zhǔn)源，并且將檢測各段標(biāo)準(zhǔn)源的值存入中央控制處理器7的存儲(chǔ)器中，通過與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)行比較，得出各段由于電路各種因素造成的誤差及檢波電路、采樣電路等引起的偏差，對(duì)測量系統(tǒng)進(jìn)行修正，完成測量量程分段校準(zhǔn)，保證儀器自身測量精度。
[0023]然后中央控制處理器7發(fā)出控制信號(hào)，控制多路切換電路3的連接狀態(tài)，使得信號(hào)發(fā)生器模塊2發(fā)送高穩(wěn)定度的正弦波信號(hào)輸入到電導(dǎo)電極傳感器I，檢測電導(dǎo)電極傳感器I兩個(gè)極間電壓和電流信號(hào)，信號(hào)經(jīng)多路切換電路3傳入檢波與自增益A/D5電路，中央控制處理器7根據(jù)檢波與自增益A/D5電路的轉(zhuǎn)換值，判斷出該電導(dǎo)電極傳感器I兩個(gè)極間電壓和電流信號(hào)所處的最佳量程后，再次控制多路切換電路3的連接狀態(tài)，將測量回路切換到最佳的量程之內(nèi)，中央控制處理器7重新控制信號(hào)發(fā)生器模塊2發(fā)送信號(hào)到電導(dǎo)電極傳感器I，檢測待測溶液中的電導(dǎo)電極傳感器I兩個(gè)極間電壓和電流信號(hào)測量，并且通過系統(tǒng)修正值進(jìn)行修正，求出所測溶液當(dāng)前溫度下的電導(dǎo)率；溫度傳感器8直接檢測待測溶液的當(dāng)前溫度，其溫度直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)存入中央控制處理器7，運(yùn)算程序進(jìn)行系列運(yùn)算得到被檢溶液在20 V時(shí)的電導(dǎo)率值和絕緣子表面等值附鹽密度測量值。
[0024]所述測量數(shù)據(jù)均可根據(jù)需要可以保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6中，并在儀器掉電時(shí)仍能保持測量數(shù)據(jù)不丟失。
[0025]所述的鍵盤10電路用于測量初始值、啟動(dòng)測量、數(shù)據(jù)保存、輸出測量數(shù)據(jù)等功能選擇。
[0026]從上述過程可以看出:本實(shí)用新型的裝置利用有效測量程細(xì)化分段，每段的量程的信號(hào)分壓、放大等都根據(jù)每段的量程不同而進(jìn)行設(shè)置，解決由于污穢物溶液的導(dǎo)電機(jī)理復(fù)雜，所需測量的范圍大，其值呈現(xiàn)非線性問題；采用每一段量程設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，作為標(biāo)準(zhǔn)值，在測量時(shí)將測量值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而剔除電路如電源13波動(dòng)、元器件溫度漂移、外界干擾信號(hào)等因素導(dǎo)致測量精度降低、測量重復(fù)性和穩(wěn)定性差問題，減小了測量儀器自身影響測量誤差因素，提高了測量的準(zhǔn)確性和精度。
[0027]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，其特征在于:包括電源(13)、中央控制處理器(7)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(6)、信號(hào)發(fā)生器模塊(2)、標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊(4)、多路切換電路(3)、電導(dǎo)電極傳感器(I)和檢波與自增益A/D (5),中央控制處理器(7)與信號(hào)發(fā)生器模塊(2 )連接，信號(hào)發(fā)生器模塊(2 )分別與標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊(4 )和電導(dǎo)電極傳感器(I)連接，標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊(4)和電導(dǎo)電極傳感器(I)與多路切換電路(3)連接，多路切換電路(3)通過檢波與自增益A/D (5)與中央控制處理器(7)連接，中央控制處理器(7)將得到的信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(6)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，其特征在于:所述中央控制處理器(7)與溫度傳感器(8)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，其特征在于:所述中央控制處理器(7)還與顯示器(9)、鍵盤(10)、打印機(jī)(11)和上位機(jī)USB接口(12)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)分段校準(zhǔn)源模塊(4)包括若干標(biāo)準(zhǔn)源，電導(dǎo)電極傳感器(I)有效量程為N，將N細(xì)化若干段，每一段設(shè)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段校準(zhǔn)、檢測絕緣子表面等值附鹽密度的裝置，其特征在于:所述電導(dǎo)電極傳感器(I)有效量程細(xì)化3段，每一段的標(biāo)準(zhǔn)源為R21、R22和R23。
【文檔編號(hào)】G01N27/06GK203758952SQ201420101684
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】李卓凡, 列春曉, 劉桂梅, 列劍平 申請(qǐng)人:南京卓實(shí)電氣有限責(zé)任公司