[发明专利]机械指针式SF6密度实时在线监控装置

摘要

一种气体密度检测技术领域的机械指针式SF6密度实时在线监控装置，包括：机械指针检测机构、设置于机械指针检测机构的指针顶部的强度在±45mT至±75mT范围内直径为6mm的径向磁场、设置于机械指针检测机构的刻度盘和指针之间且能够自动对中的非接触式磁角度编码模块、与非接触式磁角度编码模块相连的数字信号处理单元，本发明采用非接触式磁角度编码器直接检测指针偏转角度获得SF6密度实时信号的技术，无需在SF6气路中再安装压力及温度传感器，可减少SF6发生漏气的风险。

主权项

一种机械指针式SF6密度实时在线监控装置，其特征在于，包括：机械指针检测机构、设置于机械指针检测机构的指针顶部的强度在±45mT至±75mT范围内直径为6mm的径向磁场、设置于机械指针检测机构的刻度盘和指针之间且能够自动对中的非接触式磁角度编码模块、与非接触式磁角度编码模块相连的数字信号处理单元，其中：非接触式磁角度编码模块通过检测机械指针检测机构的指针以轴芯为中心的旋转径向磁场变化量，并输出传感器坐标矩阵至数字信号处理单元，数字信号处理单元对绝对值角度编码值进行数字平均值处理以消除外部信号干扰对测量的影响并经数字信号处理单元数模转换和放大处理后以4‑20mA的模拟信号形式输出；所述的非接触式磁角度编码模块包括：采用X‑Y分组配置的传感器阵列以及前端模拟放大器、∑‑Δ模数转换器以及输出接口单元，其中：传感器阵列的Y组阵列和X组阵列分别与对应方向的前端模拟放大器相连并输出第一差分信号Y1‑Y2和第二差分信号X1‑X2，前端模拟放大器与∑‑Δ模数转换器相连，将差分信号经模数转换后输出至输出接口单元，通过输出接口单元将传感器坐标矩阵输出至数字信号处理单元；所述的传感器阵列采用的是半径为1.1mm的环形霍尔传感器阵列，该阵列内的霍尔磁元件以二维正交方式排列，且环形霍尔传感器阵列的圆心正对机械指针检测机构；所述的数字信号处理单元读取从磁角度编码器输出的绝对值角度经三角函数计算以解决SF6密度信号与偏转角度的非线性关系，以确保SF6密度远传信号值与现场显示值保持一致，该数字信号处理单元包括：三角函数计算单元、数字滤波模块、编码单元、存储器以及依次与编码单元相连的数模转换模块和放大模块，其中：三角函数计算单元接收非接触式磁角度编码模块输出的传感器坐标矩阵并根据两组差分数字信号得到正弦向量和余弦向量以及其两者比值的反正切函数，存储器输出预存的角度预设值至三角函数计算单元经叠加后输出角度绝对值至数字滤波模块，数字滤波模块采用滑动平均滤波法对读取得到三角函数计算单元输出的被测角度绝对值进行滤波并输出至编码单元，编码单元根据角度绝对值进行编码后依次输出至数模转换模块和放大模块，经数模转换和放大处理后以4‑20mA的模拟信号形式输出；所述的非接触式磁角度编码模块及数字信号处理单元集成于具有自动对中结构的扇形电路板上，其中非接触式磁角度编码模块位于扇形电路板采用等腰三角原理设计的舌形区域，具有与指针式六氟化硫密度继电器机械检测机构对中固定功能，以确保旋转的径向磁场与非接触式磁角度编码器相对位置正确。