[实用新型]无源无线高精度GIS湿度在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种湿度测试装置，尤其涉及到一种无源无线高精度GIS湿度在线监测装置。 

背景技术

气体绝缘金属封闭式开关设备（GIS）以SF₆气体良好的绝缘性能和灭弧性能被广泛应用于电场、变电站中。GIS湿度的含量的高低对设备的安全可靠工作具有直接的影响，如果SF₆气体中湿度含量超标，GIS就会存在安全隐患，甚至发生事故，因此必须定期检测SF₆气体湿度。电网运行规程强制规定，在设备运行前和运行中都必须定期对SF₆气体的湿度进行监测，一般要求为半年测一次。SF₆气体湿度的现场检测方法有电解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用露点法对水分进行检测，为了使读数准确且稳定，会浪费大量的气体，这不仅会降低设备的工作电压，更重要的会造成环境污染，危害现场工作人员的健康，也影响了GIS设备的安全、可靠运行。 

近年来，声表面波（Surface Acoustic Wave,SAW）技术的研究与应用已相当成熟和广泛。声表面波湿度传感器具有灵敏度高、检测范围宽、可直接频率化输出等优点。SAW湿度传感器常用的SAW结构为SAW延迟线型和SAW谐振型，感湿材料如醋酸纤维素、聚酰亚胺等涂敷在SAW传播路径上。虽然SAW湿度传感器具有灵敏度高等优点，但是在电力系统GIS的SF₆气体湿度测试中的应用受到了极大的限制，原因在于，电力系统中GIS对内部设备要求比较苛刻，气室内部不允许存在金属尖端、毛刺和灰尘等杂志，且GIS的维修与维护比较复杂，而传统的SAW传感器需要外部供电或蓄电池供电，设备的维修及电池的更换都极为不便。所以就其取电方式来说，传统的SAW湿度传感器是不可取的。 因此，长期以来真正的基于声表面波传感器的GIS设备内部SF₆气体湿度在线检测装置在国内外电力行业并不多见。 

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种小型化、抗干扰能力强、安装方便的基于声表面波技术的无源无线高精度GIS湿度在线监测装置。 

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的： 

本实用新型包括SAW传感器、湿度读取模块、湿度检测主控终端、SCSDA系统和PC机，所述SAW传感器与所述湿度读取模块之间通过射频无线连接，所述湿度读取模块与所述湿度检测主控终端之间通过射频无线连接，所述湿度检测主控终端的控制端与所述SCDA系统的控制端连接，所述湿度检测主控终端的数据传输端与所述PC机的数据传输端连接。所述SAW传感器安装电力系统GIS各独立气室的盆式绝缘子上。所述湿度读取模块安装在盆式绝缘子外部边缘处，由外接电源或蓄电池供电，负责载波的发射和接收，分析带有湿度信息的载波，得出湿度的精确值并发送给湿度检测主控终端。所述湿度检测主控终端采集多个湿度读取模块分析出的湿度值，进行报警分析和显示，并将湿度值和报警信号通过GPRS或RS485传输给PC主机，或直接接入SCADA系统中。所述的PC主机主要实现站端湿度值和报警信号的界面展示，并且能够实现对下行设备的配置和查询。 

具体地，所述湿度读取模块包括载波射频模块、信号处理芯片、读取CAN口和视频发射模块，所述载波射频模块的信号输出端通过所述信号处理芯片与所述读取CAN口和视频发射模块的信号输入端连接。所述SAW湿度传感器由叉指换能器、反射阵和敏感膜组成；所述叉指换能器使用溅射的锡参杂的氧化铟材料，且叉指换能器和反射阵区域溅射Si₃N₄，进行敷盖，提高其抵御环境污染 及防止腐蚀能力，提高传感器的可靠性，所述信号处理芯片采用型号STM32F2808的信号处理芯片，分析载波中的湿度值信号。 

具体地，所述湿度检测主控终端包括主控CAN口、射频接收模块、微控制器、报警显示装置、GPRS接口和RS485接口，所述微控制器的两个信号输入端分别与所述射频接收模块的信号输出端和所述主控CAN口的信号输出端连接，所述微控制器的显示信号输出端与所述报警显示信号输入端连接，所述微控制器的GPRS信号输出端与所述GPRS接口连接，所述微控制器的数据传输端与所述RS485接口连接。实现湿度测量系统的人机交互，对各种湿度信息和预警信息进行展示，同时可以对下行的各设备进行远程配置。