[實(shí)用新型]基于無(wú)線傳輸和圖像控制技術(shù)SF6濕度的檢測(cè)儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020615189.2
• 申請(qǐng)日: 2010-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201852805U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪元;喬輝;王茂祥;潘操
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州大學(xué);常州寶威電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/68
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/68
• 代理公司: 揚(yáng)州市錦江專(zhuān)利事務(wù)所 32106
• 代理人: 江平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高精度測(cè)量及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及對(duì)電力系統(tǒng)中的高壓斷路器中的SF₆氣體濕度精確檢測(cè)，并可以通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳輸?shù)臋z測(cè)儀器。滿(mǎn)足對(duì)高壓斷路器中SF₆高精度的檢測(cè)要求，并適應(yīng)于無(wú)人值守的場(chǎng)所。

背景技術(shù)

電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)程強(qiáng)制規(guī)定，在斷路器等設(shè)備投運(yùn)前和運(yùn)行中都必須定期對(duì)SF₆氣體的密度和含水量進(jìn)行檢測(cè)。露點(diǎn)儀是用來(lái)測(cè)量濕度的儀器，濕度是指氣體中水蒸汽的含量。氣體露點(diǎn)溫度是常用的濕度表示法。其定義為，用等壓冷卻的方法使氣體中的水蒸氣冷卻至凝聚相出現(xiàn)，或通過(guò)控制制冷面的溫度，使氣體的水蒸氣與水的平展表面呈熱力學(xué)平衡狀態(tài),準(zhǔn)確的測(cè)出此時(shí)的溫度，即為該氣體的露點(diǎn)溫度。

由于冷卻的方法、露點(diǎn)檢測(cè)的方法各不相同，露點(diǎn)儀的種類(lèi)繁多，目前國(guó)際上的露點(diǎn)儀主要采用光電檢測(cè)熱電制冷鏡面冷凝式精密露點(diǎn)儀．這種露點(diǎn)儀通過(guò)光敏管感受鏡面反射光的變化來(lái)判斷鏡面是否有蒸氣的凝聚相出現(xiàn)，但是在測(cè)量露點(diǎn)溫度低于0℃的氣體時(shí)，由于無(wú)法判斷鏡面上凝潔的是露還是霜，這樣就會(huì)引入測(cè)量誤差(露點(diǎn)溫度比霜點(diǎn)溫度高0.5℃～1.0℃)。由于無(wú)法區(qū)別露點(diǎn)和霜點(diǎn)，進(jìn)而也不能統(tǒng)計(jì)露點(diǎn)數(shù)量并對(duì)鏡面制冷速度進(jìn)行調(diào)整，很難達(dá)到讓露點(diǎn)均勻分布于鏡面之上。同樣也會(huì)引起誤差。目前的露點(diǎn)儀都是便攜式的，檢測(cè)時(shí)需到現(xiàn)場(chǎng)，斷電，長(zhǎng)時(shí)間排放SF₆氣體，檢測(cè)后必須補(bǔ)氣，整個(gè)過(guò)程煩瑣，耗時(shí)耗物費(fèi)力，影響電網(wǎng)正常運(yùn)行，減少營(yíng)業(yè)收入。此外。SF₆氣體作為一種氟化物，是破壞地球臭氧層和產(chǎn)生溫室效應(yīng)的有害氣體之一。SF₆氣體在經(jīng)分合閘拉弧后，會(huì)分解出多種有毒物質(zhì)，直接影響現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員的身體健康。

基于無(wú)線傳輸和圖像控制技術(shù)SF₆濕度檢測(cè)儀利用微型攝像機(jī)做為檢露傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鏡面，采用熱電制冷器冷卻鏡面，圖像采集板實(shí)時(shí)的采集鏡面的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并利用圖像識(shí)別的數(shù)學(xué)方法來(lái)判別鏡面是否結(jié)露或者結(jié)霜，并得到露點(diǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)量和分布情況，CPU則根據(jù)露點(diǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)量和分布來(lái)調(diào)節(jié)鏡面的溫度，使其自動(dòng)平衡于氣體的露點(diǎn)溫度，并使露點(diǎn)均勻地分布于鏡面之上，氣體中的水蒸汽與鏡面上的露點(diǎn)呈熱力學(xué)平衡狀態(tài)，此時(shí)測(cè)得的鏡面溫度則為被測(cè)氣體的露點(diǎn)溫度。可以準(zhǔn)確快速地測(cè)量氣體濕度，精度達(dá)到0.2℃。并且該儀器可安裝于變電站待檢設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，采用GSM無(wú)線傳輸模塊和PDU模式的短消息編碼，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)測(cè)量，避免了親臨現(xiàn)場(chǎng)所造成的財(cái)力物力損失和排放氣體造成的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型第一目的是為了克服光電露點(diǎn)法的檢測(cè)誤差以及不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)，可進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，并可以在線檢測(cè)的基于無(wú)線傳輸和圖像控制技術(shù)SF₆濕度檢測(cè)儀。

本實(shí)用新型的另一目的是提供以上方法的一種檢測(cè)儀：

包括DSP芯片，所述DSP芯片連接有RAM存儲(chǔ)器、Flash存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)和GSM無(wú)線通訊模塊，監(jiān)視器通過(guò)編碼電路連接在DSP芯片的一個(gè)輸入端，圖像傳感器通過(guò)視頻解碼電路連接在DSP芯片的一個(gè)輸入端；溫度傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)放大電路后連接在A/D轉(zhuǎn)換電路上，再連接在DSP芯片的一個(gè)輸入端上；DSP芯片的一個(gè)輸出端通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換電路和V/I轉(zhuǎn)換電路連接在半導(dǎo)體制冷器件的工作電路控制端，DSP芯片的輸出端還連接GSM無(wú)線通訊模塊。

本實(shí)用新型檢測(cè)儀器固定安裝于待檢設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)無(wú)線方式與監(jiān)測(cè)中心通信，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。

本實(shí)用新型采用微型攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集制冷鏡面圖像，通過(guò)高速dsp處理器實(shí)時(shí)處理微型攝像機(jī)采集的制冷鏡面圖像，采用數(shù)字圖像處理方法對(duì)圖像進(jìn)行處理識(shí)別氣體中的水分在制冷鏡面上凝結(jié)的露點(diǎn)還是霜點(diǎn)，并統(tǒng)計(jì)露點(diǎn)數(shù)量和分布情況；根據(jù)鏡面圖像的統(tǒng)計(jì)露點(diǎn)數(shù)量和分布情況控制制冷速度，使得露點(diǎn)均勻分布于制冷鏡面；采用gsm模塊與監(jiān)測(cè)中心通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

所述采用的圖像處理方法為紋理特征識(shí)別的灰度共生矩陣法或圖像灰度直方圖法。

本實(shí)用新型采用微型攝像機(jī)作為傳感元件，特點(diǎn)是：

1、可以采集鏡面圖像，而不是只能夠反映鏡面的光線變化。

2、采用圖像識(shí)別技術(shù)處理圖像：

可以識(shí)別圖像的紋理變化，區(qū)別露點(diǎn)和霜點(diǎn)，可以統(tǒng)計(jì)露點(diǎn)的數(shù)量和分布情況。

采用圖像控制技術(shù)控制制冷鏡面的制冷速速：

根據(jù)制冷鏡面的結(jié)露情況，將其作為輸入?yún)?shù)，控制半導(dǎo)體制冷器件的制冷速度。

3、采用無(wú)線傳輸方式作為傳輸媒介：