专利名称：一种六氟化硫密度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能电网中六氟化硫气体密度测量技术，具体说是一种六氟化硫
密度测量装置。
背景技术：
六氟化硫(SF6)气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于 1900年合成的人造惰性气体。1940年前后，美国军方将其用于曼哈顿计划(核军事)。1947 年提供商用。当前SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设备作为绝缘和灭弧SF6断路器及GIS (在这里指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”(Gas Insulated Switchgear)), SF6负荷开关设备，SF6绝缘输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。从用气量讲，80%的3&用于高中压电力设备。尽管SF6气体具有良好的灭弧性能和绝缘性能，但是这两种性能均与气体密度有着密切关系。当气体的压力达到约0. 3MPa时，SF6气体的性能相当于绝缘油的绝缘性能和灭弧性能。当气室内的气体密度下降，会导致灭弧性能和绝缘性能下降，造成事故隐患。目前，六氟化硫密度测量装置与上位机等主控设备的通信以现场总线或以太网等有线连接方式为主，需要大量布线，系统设计与安装极为不便，同时也增加了系统的安装成本。在采用有线连接方式的系统中，大多数测量装置通过线缆连接到主控设备，通过有线通信协议，如Modbus等把测量装置集成到系统中进行工作。有线网络搭建过程中的布线与安装可能会占据高达80%的系统总成本。此外，系统功能的更新等变动会导致重新布线的需求，亦会花费大量的成本和时间。WIA无线传感器网络技术采用多跳(multi-hop)、对等(peer to peer)的无线通信方式和网状(mesh)网络结构。具有自组织、数据可靠传输、无人值守等特点，同时可以通过休眠机制降低系统能耗。结合WIA无线网络技术，可方便快捷的实现六氟化硫气体密度的测量与监控。与采用有线通信技术的六氟化硫密度测量装置相比，无线解决方案无需大量布线，系统设计与安装方便，成本低廉。同时，无线解决方案对于系统功能的更新与布局的变动具有良好的适应性，无需重新布线，具有更新时间短，稳定性强等优点，极大程度上降低了系统更新的成本开销。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种结合了 WIA无线传感器网络技术，实现了六氟化硫密度测量与无线远程传输的六氟化硫密度测量装置。本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是一种六氟化硫密度测量装置， 其特征在于，包括传感器模块，是进行信息采集的模块，与控制模块连接；控制模块，存有控制程序，是具有A/D转换、密度计算、输入输出、数据收发和定时测量控制的模块，与通信模块和所述传感器模块连接；[0009]通信模块，是将信息传送给所述控制模块，与WIA无线传感器网络中的网络控制器和所述控制模块连接；WIA无线传感器网络设备，包括上位机和网络控制器；所述上位机是通过网络控制器与所述控制模块进行数据交换的设备。电压模块，为装置中的模块供电的设备。所述WIA无线传感器网络设备中还包括路由器，所述通信模块通过路由器与所述网络控制器连接。所述传感器模块包括温度传感器和压力传感器；所述温度传感器输入端采集环境温度，输出端与所述控制模块相连；所述压力传感器输入端采集气室压力，输出端与所述控制模块相连。所述压力传感器采用金属箔作为变形反应部件，所述通信模块采用2. 4GHZ频段的无线通信芯片。所述电压模块包括将市电转换为直流电的交直流转换器和变换直流电电压并稳压的稳压模块。所述交直流转换器由电容降压电路，整流电路和稳压电路组成，为所述传感器模块供电。所述稳压模块为所述控制模块和所述通信模块供电。本实用新型具有以下有益效果及优点1.气体泄漏情况检测通过测量气室内六氟化硫气体密度的变化获知气体的泄漏情况，并及时通知上位机报警，能够防止由于六氟化硫气体密度下降，导致灭弧性能和绝缘性能下降，造成事故隐患；2.实现远程数据传输通过WIA无线传感器网络中的路由器和网络控制器能够将测量装置采集到的传感器数据远程传输给上位机；3.无线网络安装布置灵活减少了大量布线，节约了安装成本，同时可以分散布置测量装置，六氟化硫密度测量装置的安装相对独立，因此，系统的可移动性强，并且可以反复对网络进行更新，易于对网络及设备进行维护；4.节约能源通过合理的对六氟化硫密度测量装置进行参数设定(如六氟化硫密度测量装置定时设定每10分钟对气室中的气体密度进行测量并传输给上位机)，控制六氟化硫密度测量装置的电源供给，增加了六氟化硫密度测量装置的使用寿命，节约能源。
图1是本实用新型实施例1的结构框图；图2是图1中控制模块的控制程序流程图；图3是本实用新型实施例2的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。实施例1如图1所示，本实用新型所述六氟化硫密度测量装置，安装在包括上位机、网络控制器构成的WIA无线传感器网络中，其中，上位机通过网络控制器与六氟化硫密度测量装置通信；所述六氟化硫密度测量装置结构包括控制模块，本实施例采用微控制器(芯片为MSP430F1611)，微控制器中存有控制程序，与通信模块相连；传感器模块，与控制模块相连，采集环境温度和气室压力；通信模块，与控制模块相连，接收传感器数据，通过网络控制器与上位机相连。所述控制模块具有A/D转换、密度计算、输入输出、数据收发和定时测量控制等功能。如图2所示，所述控制程序具体流程如下系统程序初始化；在初始化过程中，除了完成必要的寄存器、输入输出端口初始化夕卜，还包括控制通信模块与网络控制器通信以加入网络的过程。进入运行状态，等待接收无线控制指令；判断是否收到无线控制指令和指令类型1)如果没有收到无线控制指令，返回运行状态等待；2)如果收到无线控制指令，且指令类型为停止采集指令，返回运行状态等待；3)如果收到无线控制指令，且指令类型为启动采集指令，控制传感器模块启动采集；温度传感器和压力传感器分别定时采集环境温度和气室压力；控制模块在接收到温度和压力值后，计算六氟化硫气体的密度，如果得出的气体密度值低于报警门限，则通过通信模块向上位机无线上报气体密度值并报警；判断是否收到无线控制指令和指令类型1)如果没有收到无线控制指令，继续控制传感器模块采集信息；2)如果收到无线控制指令，且指令类型为启动采集指令，继续控制传感器模块采集信息；3)如果收到无线控制指令，且指令类型为停止采集指令，返回运行状态等待。所述传感器模块由温度传感器和压力传感器组成，由控制模块控制传感器的信息采集，并向控制模块输出采集到的信息；所述通信模块一端与控制模块相连，输出无线控制指令并接收气体密度数据；另一端通过网络控制器与上位机相连，输出气体密度数据并接收无线控制指令。本实用新型的供电方式如下采用市电(本实施例为220V交流电供电)通过交直流转换器(交直流转换器由电容降压电路，整流和稳压电路组成，为现有技术)后产生直流 24V直流电，为温度传感器和压力传感器供电，所述24V直流电再利用稳压模块(本实施例采用BM1117芯片)变成3. 3V直流电为控制模块和通信模块供电；本实用新型工作原理如下控制模块通过通信模块和网络控制器接收上位机的无线控制指令；如果是启动采集指令则控制温度传感器和压力传感器开始采集环境温度和气室压力，温度传感器和压力传感器将采集到的传感器数据发送个控制模块后，控制模块通过温度和压力值计算出六氟化硫气体密度，如果气体密度低于报警门限，则通过通信模块和网络控制器向上位机汇报气体密度值并报警；如果是停止采集命令，则控制温度传感器和压力传感器停止传感器数据采集。实施例2结构与实施例1相似，不同之处在于如图3所示，通信模块还可以通过路由器接收上位机的无线控制指令，以及通过路由器向上位机汇报气体密度值，其中，上位机通过网络控制器连接路由器。
权利要求1.一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，包括传感器模块，是进行信息采集的模块，与控制模块连接；控制模块，存有控制程序，是具有A/D转换、密度计算、输入输出、数据收发和定时测量控制的模块，与通信模块和所述传感器模块连接；通信模块，是将信息传送给所述控制模块，与WIA无线传感器网络中的网络控制器和所述控制模块连接；WIA无线传感器网络设备，包括上位机和网络控制器；所述上位机是通过网络控制器与所述控制模块进行数据交换的设备；电压模块，为装置中的模块供电的设备。
2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述WIA无线传感器网络设备中还包括路由器，所述通信模块通过路由器与所述网络控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述传感器模块包括温度传感器和压力传感器；所述温度传感器输入端采集环境温度，输出端与所述控制模块相连；所述压力传感器输入端采集气室压力，输出端与所述控制模块相连。
4.根据权利要求3所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述压力传感器采用金属箔作为变形反应部件。
5.根据权利要求1所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述通信模块采用2. 4GHZ频段的无线通信芯片。
6.根据权利要求1所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述电压模块包括将市电转换为直流电的交直流转换器和变换直流电电压并稳压的稳压模块。
7.根据权利要求6所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述交直流转换器由电容降压电路，整流电路和稳压电路组成，为所述传感器模块供电。
8.根据权利要求6所述的一种六氟化硫密度测量装置，其特征在于，所述稳压模块为所述控制模块和所述通信模块供电。
专利摘要本实用新型涉及智能电网中六氟化硫气体密度测量技术，具体说是一种六氟化硫密度测量装置。本实用新型包括传感器模块，是进行信息采集的模块，与控制模块连接；控制模块，存有控制程序，是具有A/D转换、密度计算、输入输出、数据收发和定时测量控制的模块，与通信模块和所述传感器模块连接；通信模块，是将信息传送给所述控制模块，与WIA无线传感器网络中的网络控制器和所述控制模块连接；WIA无线传感器网络设备，包括上位机和网络控制器；所述上位机是通过网络控制器与所述控制模块进行数据交换的设备。电压模块，为装置中的模块供电的设备。本实用新型具有气体泄漏情况检测、实现远程数据传输、无线网络安装布置灵活、节约能源的优点。
文档编号H04W84/18GK202221401SQ20112037788
公开日2012年5月16日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者于海斌, 尚志军, 曾鹏, 李德威 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所