[发明专利]基于无线传输和图像控制技术SF6湿度的检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及高精度测量及实时监测领域，具体涉及对电力系统中的高压断路器中的SF₆气体湿度精确检测，并可以通过无线方式实时传输的检测仪器。满足对高压断路器中SF₆高精度的检测要求，并适应于无人值守的场所。

背景技术

电网运行规程强制规定，在断路器等设备投运前和运行中都必须定期对SF₆气体的密度和含水量进行检测。露点仪是用来测量湿度的仪器，湿度是指气体中水蒸汽的含量。气体露点温度是常用的湿度表示法。其定义为，用等压冷却的方法使气体中的水蒸气冷却至凝聚相出现，或通过控制制冷面的温度，使气体的水蒸气与水的平展表面呈热力学平衡状态,准确的测出此时的温度，即为该气体的露点温度。

由于冷却的方法、露点检测的方法各不相同，露点仪的种类繁多，目前国际上的露点仪主要采用光电检测热电制冷镜面冷凝式精密露点仪．这种露点仪通过光敏管感受镜面反射光的变化来判断镜面是否有蒸气的凝聚相出现，但是在测量露点温度低于0℃的气体时，由于无法判断镜面上凝洁的是露还是霜，这样就会引入测量误差(露点温度比霜点温度高0.5℃～1.0℃)。由于无法区别露点和霜点，进而也不能统计露点数量并对镜面制冷速度进行调整，很难达到让露点均匀分布于镜面之上。同样也会引起误差。目前的露点仪都是便携式的，检测时需到现场，断电，长时间排放SF₆气体，检测后必须补气，整个过程烦琐，耗时耗物费力，影响电网正常运行，减少营业收入。此外。SF₆气体作为一种氟化物，是破坏地球臭氧层和产生温室效应的有害气体之一。SF₆气体在经分合闸拉弧后，会分解出多种有毒物质，直接影响现场检测人员的身体健康。

基于无线传输和图像控制技术SF₆湿度检测仪利用微型摄像机做为检露传感器实时监测镜面，采用热电制冷器冷却镜面，图像采集板实时的采集镜面的状态数据，并利用图像识别的数学方法来判别镜面是否结露或者结霜，并得到露点统计数量和分布情况，CPU则根据露点统计数量和分布来调节镜面的温度，使其自动平衡于气体的露点温度，并使露点均匀地分布于镜面之上，气体中的水蒸汽与镜面上的露点呈热力学平衡状态，此时测得的镜面温度则为被测气体的露点温度。可以准确快速地测量气体湿度，精度达到0.2℃。并且该仪器可安装于变电站待检设备现场，采用GSM无线传输模块和PDU模式的短消息编码，实现了远程监测和实时测量，避免了亲临现场所造成的财力物力损失和排放气体造成的环境污染。

发明内容

本发明第一目的是为了克服光电露点法的检测误差以及不能实时在线监测的缺点，可进一步提高检测精度，并可以在线检测的基于无线传输和图像控制技术SF₆湿度检测仪。

本发明的另一目的是提供以上方法的一种检测仪：

包括DSP芯片，所述DSP芯片连接有RAM存储器、Flash存储器、键盘和GSM无线通讯模块，监视器通过编码电路连接在DSP芯片的一个输入端，图像传感器通过视频解码电路连接在DSP芯片的一个输入端；温度传感器的信号输出端通过放大电路后连接在A/D转换电路上，再连接在DSP芯片的一个输入端上；DSP芯片的一个输出端通过D/A转换电路和V/I转换电路连接在半导体制冷器件的工作电路控制端，DSP芯片的输出端还连接GSM无线通讯模块。

本发明检测仪器固定安装于待检设备现场，通过无线方式与监测中心通信，实现在线实时检测。

本发明采用微型摄像机实时采集制冷镜面图像，通过高速dsp处理器实时处理微型摄像机采集的制冷镜面图像，采用数字图像处理方法对图像进行处理识别气体中的水分在制冷镜面上凝结的露点还是霜点，并统计露点数量和分布情况；根据镜面图像的统计露点数量和分布情况控制制冷速度，使得露点均匀分布于制冷镜面；采用gsm模块与监测中心通信，实现远程监测和实时在线监测。

所述采用的图像处理方法为纹理特征识别的灰度共生矩阵法或图像灰度直方图法。

本发明采用微型摄像机作为传感元件，特点是：

1、可以采集镜面图像，而不是只能够反映镜面的光线变化。

2、采用图像识别技术处理图像：

可以识别图像的纹理变化，区别露点和霜点，可以统计露点的数量和分布情况。

采用图像控制技术控制制冷镜面的制冷速速：

根据制冷镜面的结露情况，将其作为输入参数，控制半导体制冷器件的制冷速度。

3、采用无线传输方式作为传输媒介：