[发明专利]变压器呼吸器在线监测仪及其工作方法

权利要求书

1.一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，包括单片机采集系统，所述单片机采集系统分别采集油位计和气体测量元件的数据，并将数据存储到数据存储系统中，数据存储系统中的数据能通过数据传输系统上传给PC机，还能够通过数据显示系统显示出来，所述气体测量元件安装在呼吸器与防爆管之间的管道内部，所述防爆管与油位计连接，所述油位计与瓦斯继电器连接，所述瓦斯继电器与有载调压本体连接。

2.如权利要求1所述的一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，所述气体量测量元件是光电速度传感器。

3.如权利要求1所述的一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，所述单片机采集系统为主MCU芯片，采用AT89S51单片机。

4.如权利要求1所述的一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，所述数据显示系统为液晶显示屏。

5.如权利要求1所述的一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，所述数据存储系统为NAND FLASH芯片。

6.如权利要求1所述的一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，所述电源管理模块为DC-DC控制芯片。

7.如权利要求1所述的一种变压器呼吸器在线监测仪，其特征是，所述数据传输系统为USB通讯芯。

8.如上述任一权利要求所述的一种变压器呼吸器在线监测仪的工作方法，其特征是，主要分为以下步骤：

步骤（1）：开始；

步骤（2）：设定采样周期；

步骤（3）：脉冲计数，光电速度传感器采集空气流量的数据；

步骤（4）：空气流量的数据经数据变换后输入单片机采集系统，计算空气流量速度，并利用空气流量速度v、呼吸器管道截面积S和空气作用于光电速度传感器的时间t，计算出流经呼吸器的气体量V₁；

步骤（5）：数据转移和数据存储；

步骤（6）：判断变压器是否出现假油位，如果是，同时进入步骤(7-1)、步骤（7-2）、步骤（7-3）的三条并联支路，如果否就结束；

步骤（7-1）：判断是否实时显示，如果是就实时显示，如果否就进入步骤(7-2)；

步骤（7-2）：判断通信口是否连接至计算机，如果是就数据传输，如果否就进入步骤（7-3）；

步骤（7-3）：判断是否是低电压，如果是就低电压提示报警，如果否就结束。

9.如权利要求8所述的一种变压器呼吸器在线监测仪的工作方法，其特征是，所述步骤（4）的具体计算公式为：

V1=v*S*t

其中，v表示空气流量速度、S表示呼吸器管道截面积和t表示空气作用于光电速度传感器的时间，V1表示流经呼吸器的气体量。

10.如权利要求8所述的一种变压器呼吸器在线监测仪的工作方法，其特征是，所述步骤（6）的计算油位上升或下降高度的计算方法为：

设r是横截面圆的半径，L为油箱的长度；H₁为油面变化前的高度，即油位计变化前高度值；H₂为油面变化后的高度，即油位计变化后高度值；H为油位变化高度计算值；θ₁、θ₂分别为油面变化前、油面变化后对应的扇形的角度；

其具体计算过程如下：

（1）当r≥H₂时，即油位变化后的体积没有超过油枕的一半。由三角函数可求出：

θ1=2arccos(r-H1r);]]>θ2=2arccos(r-H2r)]]>

其中，H₁、H₂为从油位计上读取的数值；

H₁对应圆的截面积S1=θ1360πr2-12*2r2-(r-H1)2*(r-H1)]]>

=θ1360πr2-2rH1-H12*(r-H1)]]>

同理可得H₂对应圆的截面积S2=θ1360πr2-2rH2-H22*(r-H2)]]>

油枕内油变化的体积V₂=（S₂-S₁）*L=光电速度传感器测出的体积V₁

判断V₁、V₂的差值是否超过设定的阈值，如果超过就是出现假油位，如果未超过就没有出现假油位，从而实现判断是否出现假油位情况；

（2）当r＜H₂时，即油位变化后的体积超过油枕的一半，

由三角函数可求出：

θ1=2arccos(r-H1r)]]>θ2=2arccos(H2-rr)]]>

H₁对应圆的截面积S1=θ1360πr2-12*2r2-(r-H1)2*(r-H1)]]>

=θ1360πr2-2rH1-H12*(r-H1)]]>

H₂对应圆的截面积S2=πr2-[θ2360πr2-12*2r2-(H2-r)2*(H2-r)]]]>

=360-θ2360πr2-2rH2-H22*(H2-r)]]>

与（1）相同，判断V₁、V₂的差值是否超过设定的阈值，如果超过就是出现假油位，如果未超过就没有出现假油位，从而实现判断是否出现假油位情况。