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原文传递一种经济型气体密度监测装置及系统

专利名称：	一种经济型气体密度监测装置及系统
摘要：	本申请公开了一种经济型气体密度监测装置及系统，包括机械部分和电子部分；机械部分包括基座、压力检测器、温度补偿元件、信号发生器以及设备连接接头；电子部分包括压力传感器、温度传感器、智控单元以及电子信号接点，电子信号接点与信号发生器串联和/或并联，或者，电子信号接点串联或并联于信号发生器所对应的控制回路上；智控单元分别与压力传感器和温度传感器相连接，获取压力值和温度值，并处理得到气体密度值；智控单元输出电子信号接点，当监测的气体密度值低于或高于设定的密度值时，智控单元输出电子信号接点，通过该电子信号接点输出对应的接点信号。本申请成本低、能精准监控电气设备的气体密度值，及时发现气体泄漏，保障电网的安全运行。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海乐研电气有限公司
发明人：	黄小泵;曾伟;郝彩侠;王乐乐;郭正操;金海勇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910830214.4
公开号：	CN110426316A
代理机构：	上海海钧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	许兰
分类号：	G01N9/26(2006.01);G;G01;G01N;G01N9
申请人地址：	201802 上海市嘉定区南翔镇蕰北公路1755弄35号-1一层A区、三层
主权项：	1.一种经济型气体密度监测装置，其特征在于，包括：机械部分和电子部分；所述机械部分包括基座、压力检测器、温度补偿元件、至少一个信号发生器以及设备连接接头，所述机械部分通过信号发生器输出接点信号；所述电子部分包括压力传感器、温度传感器、智控单元以及电子信号接点，所述电子信号接点与信号发生器串联和/或并联，或者，所述电子信号接点串联或并联于信号发生器所对应的控制回路上；所述智控单元分别与压力传感器和温度传感器相连接，用于获取压力传感器采集的压力值和温度传感器采集的温度值，并处理得到相应的气体密度值；所述智控单元控制所述电子信号接点，当所述电子部分所监测的气体密度值低于或高于设定的密度值时，所述智控单元控制所述电子信号接点发生动作，输出相应的接点信号；其中，所述机械部分和所述电子部分为分体设计，或者为一体设计。 2.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述信号发生器包括至少一个机械信号接点，所述机械信号接点为第一常开型开关，所述电子信号接点包括至少一个第二常开型开关，所述第二常开型开关与所述第一常开型开关并联，或所述第二常开型开关并联于所述第一常开型开关所对应的控制回路上；或者，所述机械信号接点为第一常闭型开关，所述电子信号接点包括至少一个第二常闭型开关，所述第二常闭型开关与所述第一常闭型开关串联，或所述第二常闭开关串联于所述第一常闭型开关所对应的控制回路上。 3.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述电子部分输出的接点信号、所述机械部分输出的接点信号，均包括报警、和/或闭锁。 4.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述机械部分为密度继电器或密度开关；所述电子部分为密度变送器或密度传感器。 5.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述电子信号接点包括电磁继电器、固态继电器、时间继电器、功率继电器、可控硅、电子开关、电接点、光耦、DI、MOS场效应管、三极管、二极管、MOS FET继电器中的一种或几种。 6.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点；所述压力检测器包括巴登管或波纹管；所述温度补偿元件采用双金属片构成的补偿元件或者充有补偿气体的补偿元件。 7.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：当所述电子部分所监测的压力值低于或高于设定的压力值时，所述电子部分输出接点信号；和/或，当所述电子部分所监测的温度值低于或高于设定的温度值时，所述电子部分输出接点信号。 8.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括多通接头，所述机械部分和所述电子部分设置在多通接头上。 9.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元对电气设备的气体密度值采用均值法计算得到，所述均值法为：在设定的时间间隔内，设定采集频率，将全部采集得到的不同时间点的N个气体密度值进行平均值计算处理，得到气体密度值P20的平均值或者，在设定的时间间隔里、设定温度间隔步长，把全部温度范围内采集得到的N个不同温度值的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值P20的平均值或者，在设定的时间间隔里、设定压力间隔步长，把全部压力变化范围内采集得到的N个不同压力值的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值P20的平均值其中，N为大于等于1的正整数。 10.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元还计算气体密度值P20的趋势变化值△P20，当趋势变化值△P20低于或高于所设定的趋势变化值时，所述电子部分输出接点信号；其中，所述趋势变化值△P20为：在设定的时间间隔里、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的N个气体密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值P20的平均值然后设定趋势计算周期T周期，得到趋势变化值即平均值前后周期T周期的差值；或者，在设定的时间间隔T间隔，所监测的电气设备的气体密度值P20的趋势变化值即密度值P20前后时间间隔T间隔的差值；或者，设定时间间隔T间隔，设定时间长度T长度，采用在设定的时间间隔T间隔、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的N个气体密度值P20进行累计计算得到累计值∑P20，得到趋势变化值即前后时间长度T长度累计值∑P20之间的差值；其中，N为大于等于1的正整数。 11.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括监测气体微水值的微水传感器，当气体微水值超过设定值时，所述电子部分输出接点信号；和/或，所述监测装置还包括在线监测气体分解物的分解物传感器，当气体分解物的含量超过设定值时，所述电子部分输出接点信号。 12.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置将监测的数据及其信息通过报警信号线、或闭锁信号线、或专用信号线以PLC电力载波方式上传。 13.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制电子信号接点和信号发生器的状态监测、以及信号远传过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。 14.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元具有电气接口，所述电气接口完成测试数据存储，和/或测试数据导出，和/或测试数据打印，和/或与上位机进行数据通讯，和/或输入模拟量、数字量信息。 15.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元还包括通讯模块，用于实现远距离传输测试数据和/或状态监测结果。 16.根据权利要求15所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述通讯模块的通讯方式为有线通讯或无线通讯方式；其中，所述有线通讯方式包括RS232总线、RS485总线、CAN-BUS总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波、电缆线中的一种或几种；所述无线通讯方式包括传感器内置5G/NB-IOT通讯模块、2G/3G/4G/5G、WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐中的一种或几种。 17.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过所述后台监控终端控制。 18.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：至少有一个温度传感器设置在所述机械部分的温度补偿元件附近、或设置在温度补偿元件上，或集成于所述温度补偿元件中。 19.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置包括至少两个压力传感器，各个压力传感器采集的压力值进行比对，完成对各个压力传感器的相互校验。 20.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置包括至少两个温度传感器，各个温度传感器采集的温度值进行比对，完成对各个温度传感器的相互校验。 21.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；各个压力传感器采集的压力值和各个温度传感器采集的温度值随机排列组合，并将各个组合按照气体压力-温度特性换算成为多个对应20℃的压力值，即气体密度值，各个气体密度值进行比对，完成对各个压力传感器、各个温度传感器的相互校验；或者，各个压力传感器采集的压力值和各个温度传感器采集的温度值历遍所有排列组合，并将各个组合按照气体压力-温度特性换算成为多个对应20℃的压力值，即气体密度值，各个气体密度值进行比对，完成对各个压力传感器、各个温度传感器的相互校验。 22.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置将环境温度值，与温度传感器采集的温度值进行比对，完成对温度传感器的校验。 23.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括延时电路，所述延时电路包括模拟电路延时、数字电路延时、或模拟电路+数字电路混合延时。 24.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括显示机构，所述显示机构包括机芯、指针、刻度盘，所述机芯固定在所述基座上；所述温度补偿元件的一端还通过连杆与所述机芯连接或直接与所述机芯连接；所述指针安装于所述机芯上且设于所述刻度盘之前，所述指针结合所述刻度盘显示气体密度值；和/或所述显示机构包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。 25.根据权利要求1所述的一种经济型气体密度监测装置，其特征在于：用于人机交互的显示界面，与所述智控单元相连接，实时显示当前的数据值，和/或支持数据输入。 26.一种经济型气体密度监测系统，其特征在于：所述系统由权利要求1至25任一项所述的经济型气体密度监测装置构成；或者，所述系统包括权利要求1至25任一项所述的经济型气体密度监测装置。 27.一种经济型气体密度监测装置的实现方法，其特征在于，包括：当电气设备发生漏气时，监测装置的机械部分通过信号发生器输出接点信号；电子部分的智控单元获取压力传感器采集的压力值和温度传感器采集的温度值，利用气体压力和温度之间的特性，采用软测量的方法处理得到相应的气体密度值P20，实现对电气设备的压力值、温度值，和/或气体密度值P20的在线监测；当电子部分所监测的气体密度值P20低于或高于设定的密度值时，电子部分的电子信号接点发生动作输出接点信号；其中，所述电子部分输出的接点信号、所述机械部分输出的接点信号，均包括报警、和/或闭锁。 28.一种经济型气体密度监测装置或系统的改造方法，其特征在于，包括：在机械式气体密度继电器上增加电子部分，所述电子部分包括压力传感器、温度传感器、智控单元以及电子信号接点；将电子信号接点与机械式气体密度继电器的信号发生器串联和/或并联，或者，将电子信号接点串联或并联于机械式气体密度继电器的信号发生器所对应的控制回路上；将智控单元分别与压力传感器、温度传感器以及电子信号接点相连接，获取压力传感器采集的压力值和温度传感器采集的温度值，并处理得到相应的气体密度值，当气体密度值低于或高于设定的密度值时，所述智控单元控制所述电子信号接点发生动作，输出相应的接点信号；其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。
所属类别：	发明专利