[实用新型]基于单片机的O2－SF6浓度检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器与检测技术领域，特别涉及用于检测高压开关设备室内空气中氧气、六氟化硫气体含量的装置。

背景技术

已有的高压开关设备室内空气中氧气和六氟化硫检测装置都是单纯地依靠模拟电路连接传感器分别完成对氧气、六氟化硫浓度的检测，氧气、六氟化硫的检测是两个独立的过程，没有充分考虑六氟化硫与氧气发生化学反应后消耗的空气中硫氟化硫的含量，因此这样的检测结果不准确。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种更加精确的氧气和六氟化硫的检测技术。

本实用新型采用的技术方案是：包括与检测单元相连接的传感器，传感器为氧气浓度检测传感器和六氟化硫浓度检测传感器，两个传感器并联到单片机，传感器信号经单片机的两路ADC转换电路采集，检测结果由单片机中程序进行修正并由单片机的两路DAC转换电路输出。

本实用新型同时检测空气中氧气和六氟化硫气体浓度，利用单片机程序对测量结果进行修正，将空气中消耗的六氟化硫含量补偿的测量结果中，结构简单、布局紧凑、实用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施的电路原理图，

图2是单片机程序流程图。

具体实施方式

本实用新型的实施包括电路接线和单片机程序设计两部分。电路接线依据图1进行，图1中，VCC接15V直流电源，VH接5V直流电源，GND、VSS接直流电源地端，VOUT1、VOUT2为氧气、六氟化硫浓度检测值的电压输出，IOUT1、IOUT2为氧气、六氟化硫浓度检测值的电流输出，串行数据由单片机的B0、B1口输出。单片机电源、时钟信号部分的接线参见凌阳单片机最小系统。

图1中元器件包括：氧气浓度检测传感器KE25-420、六氟化硫浓度检测传感器TGS382、凌阳SPCE061A单片机、电压电流转换专用集成电路AM462、电阻、二极管、三级管。利用单片机的两路ADC转换通道直接采集氧气浓度检测传感器和六氟化硫浓度检测传感器的电压信号，经A/D转换为对应数字量，CPU对数字量进行处理，将消耗的氧气补偿到六氟化硫浓度检测结果中，从而更加精确地测定高压开关设备泄漏到空气中的六氟化硫的含量。检测结果经单片机的两路DAC转换电路以0～10V电压形式输出，此电压信号也可以通过AM462集成电路转换成0/4～20mA电流信号输出。同时，检测结果还通过单片机的串行口以串行数据形式输出，可以直接被其它计算机接收并处理。

图2为单片机程序流程图，单片机程序主要实现信号采集、数据处理和信号输出功能，单片机程序包括主程序和中断服务程序两部分，主程序主要设定采样周期，本实用新型中设定为2秒钟，利用定时器TimerA的定时中断实现。中断服务程序包括A/D转换、数据处理、D/A转换和串行通信四部分，分别实现SF₆浓度和氧气浓度检测、SF₆检测结果修正、SF₆浓度和氧气浓度检测结果模拟信号输出、SF₆浓度和氧气浓度检测结果串行数据发送功能。

本实用新型利用传感器采集空气中氧气和六氟化硫气体浓度，并通过单片机程序对检测结果进行综合处理，根据氧气的消耗量，修正六氟化硫浓度的检测结果。其理论依据是：六氟化硫气体在高温下会分解出许多非常有毒的化合物，包括二氧化硫、氟化氢、硫化氢、和其他有害的硫的氟化物，尤以二氧化硫为主。产生二氧化硫所消耗的氧气和六氟化硫的比例为1∶1，即氧气的消耗量可以直接修正到六氟化硫的检测结果中。

本实用新型是一种新型的空气中氧气、六氟化硫含量检测技术，主要应用于六氟化硫高压开关设备室中，检测室内空气中氧气含量和六氟化硫的泄漏量，确保工作人员的人身安全。通过分析空气中氧气、六氟化硫浓度变化关系，利用单片机程序对探头采集的氧气、六氟化硫气体浓度进行综合处理，使测量结果更加精确。