[發明專利]一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統

有效

• 申請號: 201810141901.0
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108333228B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王靜;董蘇;朱明山;王峰;王詩兵;王中心;趙佳;韓波;史曉鳳
• 申請（專利權）人: 安徽大學;阜陽師范大學;國網安徽省電力公司阜陽供電公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳波

本發明涉及精密檢測儀器技術領域，具體涉及一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統，微流控芯片電連接檢測電路，檢測電路電連接微處理器，微處理器電連接上位機；減少了介電常數法參考電容選取對測量結果的影響；同時以微流控芯片作為油品檢測芯片，具有響應快、精度高、耗材少、簡單方便等優點，所設計的微流控芯片可實現一次注入樣品，多模式測量輸出的效果，通過最小二乘法對多種工作模式下測量結果的線性回歸擬合，最大程度減小寄生電容等環境因素對測量精度的影響。相比傳統介電常數測量法，所用耗材少，測量電壓輸出范圍寬，微水檢測范圍大，制作簡單，精度高響應快等優點，在電容式濕度檢測領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及精密檢測儀器技術領域，具體涉及一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統。

背景技術

變壓器油是電力變壓器內部重要的絕緣介質，它在電力變壓器中主要起絕緣、冷卻和消弧的作用，油質的優劣直接影響到變壓器的電器性能和運行壽命。因設備受潮和高電壓強電場的作用下，變壓器油中微水含量會隨著運行時間的增加而增大。當油中微水含量超過一定閾值時，設備的絕緣性能將大大降低，嚴重時可導致絕緣擊穿、燒毀設備等重大事故。因此，變壓器油中微水含量的檢測是變壓器設備安全、穩定運行的重要保障。

國內油中水量測定較為普遍采用的是國標GB7600－87《運行中變壓器油水分含量測定法(庫侖法)》，但設備較昂貴，并且電解液的主要成份是甲醇、二氧化硫，有些還含有吡啶，屬有毒有害物質，對實驗人員的健康有危害，廢液排放對環境還會造成污染。近年來，隨著高分子材料的突飛猛進，介電常數法濕度測量技術得到了廣泛應用。該技術利用高分子感濕膜的介電常數能隨含水量變化而變化的原理，通過測量電容量的變化就能得到含水量的變化，其主要優點是響應時間快，滯后性小，在低濕處的靈敏度也高，穩定性好，制作簡單，功耗低，能在較大的溫度范圍內使用，易于實現小型化和集成化。

微流控芯片技術是以芯片為操作平臺，同時以分析化學為基礎，以微機電加工技術為依托，以微管道網絡為結構特征，具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點，它可以在幾分鐘甚至更短的時間內進行上百個樣品的同時分析，并且可以在線實現樣品的預處理及分析全過程。本發明依托微流控芯片技術，將聚酰亞胺高分子感濕材料集成在微流控芯片中，通過設計微流控芯片中微管道網絡結構的變化形成多種檢測通道，根據不同檢測通道中微水含量變化表征的樣品電容量變化，可精確快速測量變壓器油中微水含量。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統，解決了常規介電常數法參考電容選取對測量結果的影響以及傳統介電常數測量法，所用耗材較多，測量電壓輸出范圍較窄，微水檢測范圍較小等問題；本發明通過以下技術方案予以實現：

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統，包括微流控芯片、檢測電路、微處理器與上位機，其特征在于：所述微流控芯片電連接所述檢測電路，所述檢測電路電連接所述微處理器，所述微處理器電連接所述上位機；

所述微流控芯片單元包括測試油注入池、測試油注入閥、叉指正電極、叉指負電極、測試油通道閥、標準油通道閥、標準油注入閥、標準油注入池、叉指電極表面覆蓋的聚酰亞胺感濕介質、絕緣層與硅襯底，所述絕緣層設置在所述硅襯底的上表面；