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专利名称：一种分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其用于电力行业中电气 设备防污闪工作时，对绝缘子表面污秽物导电性强弱程度的检测。
背景技术：
为了保证电力系统安全运行，电力系统在开展环境对电网污染的程度的评估时，要 检测绝缘子表面积污秽物导电性强弱程度一等值附盐密度。目前测量等值附盐密度主要 有两类方法 一是按照现行相关标准规定的方法测试，即采用电导率仪测量绝缘子表面 积污秽物溶液的电导率，用温度计测量污秽物溶液温度，然后经查表和査曲线计算求出 对应20'C时的标准等值附盐密度；这种方法复杂烦琐，不仅不便于操作，而且其结果受 人为因素影响偏差较大。二是按照电导率测量仪的测量原理利用的单片机对测量数据进 行数据处理得到最终测量结果，虽解决了査表和曲线复杂烦琐工作，减小了误差；以上 测量方法存在一个通病即在测量液体的电导率时，采用直流方法测量，则会在电导电 极传感器的电极上的产生极化，无法准确测量；因此常采用的是交流测量方式，但测量 系统自身存在分布电容，不仅它会因为测量环境不同而实时发生变化，而且还会导致测 量时存在误差大、仪器稳定性及重复性差问题，虽然测量仪器采用各种补偿手段，但还 是无法彻底消除分布电容对测量的影响，为电力系统提供的等值附盐密度测量值必然误 差大、重复性差，直接影响了环境对电网污染程度的评估，影响污秽等级的判定和绝缘 措施的制定。 发明内容
发明目的本实用新型提供一种分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，以解决目前 因为测量系统自身分布电容而导致测量误差大、仪器稳定性及重复性差的问题，为电力 系统提供真实准确的等值附盐密度测量值，确保能够准确评价环境对电网污染的程度。
技术方案为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案 一种分 倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其特征在于包括依次电连接的电导率传感器、多 路切换电路、自动增益A/D电路，电导率传感器的输入端与倍频发生器电连接，多路切 换电路、自动增益A/D电路、倍频发生器、温度传感器、数据存储器、输入装置和输出 装置均分别与中央处理器电连接。其中，所述的倍频发生器为可输出分倍频关系频率的倍频发生器。 其中，所述的输入装置为键盘。
其中，所述的输出装置包括分别与中央处理器电连接的显示器和打印机。 其中，所述的中央处理器电连接有外部通信接口。
本实用新型的工作原理是利用分倍频正弦波检测方法消除测量系统分布电容对测 量结果的影响，首先在电导率传感器两个极间加一固定频率f,的恒压正弦波交流信号， 测量其电压和极间电流，得到阻抗ZL—它是测量系统分布电容的容抗Xd与溶液电导率o
倒数O"合成复阻抗 CT ;然后在电导率传感器两个极间再施加该固定频率
的分倍频f2恒压正弦波交流信号，测量其电压和极间电流，得到阻抗Z2，即测量系统分
丄 Z2 =—十y!Xc2
布电容的容抗Xc2与溶液电导率o倒数o"合成复阻抗cr ;前后两次所施加
的交流信号频率为分倍数关系即0.5f产f2，由于 《C、 a^2Jif则Xc^2Xd， 公式一
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中Z,、 Z2是在电导率传感器两个极间加频率t、 f2的恒压正弦波交流信号，分别 测到的两个阻抗；XCl、 Xc2是电导率传感器两个极间加频率t、 f2的交流信号测量系统分
布电容的容抗；7是溶液电导率0倒数。
通过上述公式一对检测结果运算处理，可以彻底消除测量系统分布电容对测量结 果的影响，降低测量误差。
有益效果本实用新型的分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪采用分倍频正弦波检 测、采用数字温度传感器、自动增益A/D、数字平滑滤波提高抗干扰能力、浮点运算保 证运算精度等技术，解决了人工查表和曲线误差，克服了测量系统分布电容所导致的测 量误差，结构简单，操作方便，实现了绝缘子表面积污秽物的等值附盐密度测量智能化， 解决了目前仪器测量误差大、精度低，仪器稳定性和重复性差问题，提高了准确程度。

图l是本实用新型原理框图；图2是分倍频电路图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
如图1所示，电导率传感器1与多路切换电路2电连接，多路切换电路2与自动 增益A/D电路3电连接，自动增益A/D电路3与中央处理器9电连接；倍频发生器4分 别与电导率传感器1和中央处理器9电连接；中央处理器9还分别与温度传感器5、数 据存储器6、输入装置7、输出装置8以及外部通信接口 10、电源电连接。
工作时，电导率传感器1和温度传感器5置于待测溶液中。
接通电源，自动进入自校工作阶段。通过中央处理器9嵌置的软件指令对测量仪进 行校验，可以检测到如电导率传感器或温度传感器是否存在问题，测量值是否超过仪器 的测量范围等，测量结果可以由显示器上显示出来。当自校仪器正常，中央处理器9发 出控制信号使倍频发生器4分时发送两个具有分倍频关系的高稳定度的正弦波信号到电 导率传感器l，检测电导率传感器l两个极间电压和电流信号，得到所测溶液当前温度下 的两个阻抗值；温度传感器5直接检测所测溶液当前温度，温度值为数字信号直接存入 中央处理器9，程序得到温度补偿系数，运算程序采用公式一得到当前温度下消除电容 变量影响的电导率，最后程序再进行运算得到被检溶液在2(TC时的电导率值和等值附盐 密度测量值。
图2是实现分倍频激励信号源具体方法采用常用的正弦波信号发生器集成电路模
块Ue，当中央处理器9发指令控制数字电位器IJ7，改变数字电位器U7的电阻值，达到控制
正弦波信号发生器Us改变波形的频率，数字电位器U7的电阻值不同，正弦波信号发生器
Ue产生波形频率就不同；当中央处理器7控制数字电位器U7的电阻值变化，正弦波信号发 生器集成电路�？閁e就可实现产生为分倍频关系的两个不同的信号正弦波形。
由于测量的动态范围大，输入信号是个变量，为了保证测量系统精度，系统对输入 的信号强度要进行控制。通常数据采集系统往往希望增益能够及时调整，以提高数据采 集的精度，目前典型的集成电路，在程序控制下可以对信号增益自动调整，这比以往采
用手工调整更优越。例如常用的AD603等集成电路芯片均具有该功能，其是将自动增益 电路与A/D转换器合为一体的集成电路芯片。自动增益A/D电路3采用性价比高、具有自 动增益的A/D的芯片，这即简化了电路同时也提高了测量精度。
多路切换电路2相当于一个单刀多掷开关，要接通哪一通道只要通过程序控制即可 完成。例如利用PIN管在电流正反偏压下具有导通或断开特性，实现"单刀多掷开关"功能，达到改变电路连接关系，多路切换电路2的芯片就是采用这一方式实现了程序控 制多路自动切换，达到多路电气连接自动切换，例如市场上的CHDK-3-0520X这类芯片均 具有"单刀多掷开关"功能。
所述测量数据均可根据测量需要保存到数据存储器6中，备日后调用，在仪表掉电 时仍能保持。
所述的输入装置7用于测量初始值、测量、数据保存、输出测量数据的方式选择等； 所述的输出装置8用于显示检测结果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进 和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其特征在于包括依次电连接的电导率传感器(1)、多路切换电路(2)、自动增益A/D电路(3)，电导率传感器(1)的输入端与倍频发生器(4)电连接，多路切换电路(2)、自动增益A/D电路(3)、倍频发生器(4)、温度传感器(5)、数据存储器(6)、输入装置(7)和输出装置(8)均分别与中央处理器(9)电连接。
2、 根据权利要求1所述的分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其特征在于所 述的倍频发生器(4)为可输出分倍频关系频率的倍频发生器。
3、 根据权利要求1所述的分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其特征在于所 述的输入装置(7)为键盘。
4、 根据权利要求1所述的分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其特征在于所 述的输出装置(8)包括分别与中央处理器(9)电连接的显示器和打印机。
5、 根据权利要求1所述的分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，其特征在于所述的中央处理器(9)电连接有外部通信接口 (10)。
专利摘要本实用新型公开了一种分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪，包括依次电连接的电导率传感器、多路切换电路、自动增益A/D电路，电导率传感器的输入端与倍频发生器电连接，多路切换电路、自动增益A/D电路、倍频发生器、温度传感器、数据存储器、输入装置和输出装置均分别与中央处理器电连接。本实用新型采用分倍频正弦波检测、采用数字温度传感器、自动增益A/D电路，解决了人工查表和曲线误差，克服了测量系统分布电容所导致的测量误差，结构简单，操作方便，实现了绝缘子表面积污秽物的等值附盐密度测量智能化，解决了目前仪器测量误差大、精度低，仪器稳定性和重复性差问题，提高了准确程度。
文档编号G01N27/02GK201417260SQ20092004408
公开日2010年3月3日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者刘桂梅 申请人:南京卓实电气有限责任公司