专利名称：智能气敏传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种用于检测变压器 油中气体的智能气l文传感器。
背景技术：
变压器是电力系统的重要设备，其运行的可靠性和安全性将直接 影响社会生产和人民生活，因此对变压器实施在线监测是电力系统安 全生产的必然需求。近年来，随着电网向大容量、高电压方向发展以 及用户对供电可靠性要求的日益提高，电力设备面临着从定期预防性 维护向预知性维护的转变。由于定期4企修周期长，现行的预防性项目 对变压器绝缘的发展性故障反映不灵敏，发展速度较快的局部缺陷往 往不能及时被发现，从而导致这类事故在变压器故障中占很大比重。 以变压器在线监测系统为基础的状态检修方式因其经济性、科学性逐 步在电力设备运行和维护中发挥越来越重要的作用。
目前，国际上公认的变压器故障诊断方法是通过检测绝缘油中溶
解气体的含量及其浓度变化趋势来监测变压器的运行状况。早在20 世纪60年代， 一些发达国家就开始对在线监测技术进行研究，并生产 了许多在线监测设备，其中最具代表性的有日本三菱的TCG自动监测 仪、美国的TrueGas和加拿大的H201R型监测仪等。在国内也相继开发 了 一些类似的设备，如东北电力科学研究院研制的BSZ大型变压器油 色谱在线监测装置、北京电子管厂开发的TRAN型变压器早期故障在线 监测仪、中国电子科学研究院研制的DDG-1000变压器油中溶解氢气在 线检测仪等。这些产品在电力行业的应用为变压器状态监测提供了技 术基�。迪至吮溲蛊鞔哟车亩ㄆ谖は蜃刺さ淖洌佣� 电网的运行更加经济安全。到目前为止，发达国家在变压器在线监测 技术上仍具有明显的优势，但其产品价格昂贵，对发展中国家技术保 密程度高，后期维护、升级不便，限制了这些设备在全球的推广。发展中国家从解决单元技术角度出发，跟踪国外先进技术，取得了长足 的进步。然而，不可否认的是，目前变压器在线监测系统在国际上尚 处于研制阶段，现有大多数系统的功能仍然不够完善。从油气分离技 术上说，薄膜透气法和真空脱气法是目前国内外应用最为成熟的油气
分离方法，如加拿大的H201R型监测仪釆用的是薄膜透气法，而日本 三菱TCG自动监测仪则采用真空脱气法进行油气分离。薄膜透气法结 构简单，但平衡时间较长，平衡系数受温度影响大，对膜的透气率、 耐水性、耐油性和机械强度等性能要求高，国内在这方面也进行了大 量的研究，如清华大学自行研制的新型油气分离膜一M40在变压器在 线监测系统中得到了成功应用；真空脱气法脱气效率高，理论上脱气 率可达100%,但硬件结构相对复杂，且设计不当容易对变压器油造成 污染，东北电力科学研究在这方面做了很好的尝试，取得了一定的成 果。从4全测器角度上说，目前应用较为成功的有TCD、钇4册场效应管、 半导体气敏传感器、催化燃烧型传感器等，如美国的TrueGas选用的 就是TCD,加拿大的H201R型监测仪和日本三菱TCG自动监测仪采用的 则是半导体气敏传感器。TCD在离线式气相色谱仪中应用广泛，它往 往和FID联合使用，但用于在线设备时由于结构较为复杂，设计难度 加大，影响系统稳定性；半导体气敏传感器在变压器在线监测系统中 普遍使用，但受其本身离散性大、对温度变化敏感等因素的影响，以 半导体气敏传感器为检测元件的在线监测设备个性化强，标定及验证 工作量大，给现行的检测系统带来了很多不便。现有检测系统多采用 插卡式的系统集成方式，这种接口方式相对固定，可缩短产品开发周 期，但造成设备体积庞大、稳定性降低；随着半导体及信息处理技术 的不断发展，以嵌入式^f效处理器为中央测控单元的嵌入式系统开发方 案得到了越来越广泛的应用，必将成为未来在线监测系统发展的主
流o
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种检测精度高，工作稳 定可靠的智能气敏传感器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是智能气敏传感器，包括半导体气敏传感器，其特征在于还包括气体浓度信号 调整电路，AD转换芯片，微控制器，温度信号调整电路和环境温度 检测传感器，半导体气敏传感器通过气体浓度信号调整电路连接AD 转换芯片，环境温度检测传感器通过温度信号调整电路连接AD转换 芯片，AD转换芯片连接微控制器。半导体气敏传感器检测变压器油 中分离出的气体浓度，并将测出的气体浓度信息以电压的形式输出气 体浓度模拟信号，气体浓度模拟信号经过气体浓度信号调整电路调整 后，传递到AD转换芯片，AD转换芯片将接收到的气体浓度模拟信号 转换成气体浓度数字信号传递给微控制器；环境温度检测传感器将检 测到的温度信号经温度信号调整电路传递到AD转换芯片，AD转换芯 片将温度信号转换成温度数字信号传递给微控制器，微控制器将气体 浓度数字信号和温度数字信号处理后通过CAN总线传递给中心测控 �？�。
进一步，所述孩i控制器为TMS320LF2407控制器。 本实用新型通过半导体气敏传感器、气体浓度信号调整电路和AD 转换芯片检测变压器油中分离出的气体浓度，然后将测出的气体浓度 信息转换成气体浓度数字信号传输给微控制器TMS320LF2407;通过 环境温度检测传感器、温度信号调整电路和AD转换芯片^r测半导体 气敏传感器周围环境温度，然后将测出的温度信息转换成温度数字信 号传输给微控制器TMS320LF2407;孩i控制器TMS320LF2407对接收到 的气体浓度数字信号和温度数字信号进行基线自动校准、消噪，并对 气体浓度信息进行温度补偿、奇异点检测、色谱峰拟合等协同处理， 实现了传感器电压信号采集、传输和处理的一体化设计，大大提高了 系统的检测精度，使得传感器工作稳定可靠、自适应能力强。
综上所述，本实用新型具有检测精度高，工作稳定可靠的有益效果。
图1为智能气壽丈传感器结构示意图
具体实施方式
如图l所示，智能气敏传感器，包括半导体气敏传感器l，气体
浓度信号调整电路2， AD转换芯片5,孩i控制器6，温度信号调整电 路4和环境温度检测传感器3,半导体气敏传感器1通过气体浓度信 号调整电路2连接AD转换芯片5，环境温度检测传感器3通过温度 信号调整电路4连接AD转换芯片5, AD转换芯片5连接孩i控制器6， 微控制器6通过CAN总线连接中心测控单元。微控制器6采用 TMS320LF2407控制器。半导体气敏传感器1检测变压器油中分离出 的气体浓度，并将测出的气体浓度信息以电压的形式输出气体浓度模 拟信号，气体浓度模拟信号经过气体浓度信号调整电路2调整后，传 递到AD转换芯片5， AD转换芯片5将接收到的气体浓度模拟信号转 换成气体浓度数字信号传递给微控制器6;环境温度检测传感器3将 检测到的温度信号经温度信号调整电路4传递到AD转换芯片5, AD 转换芯片5将温度信号转换成温度数字信号传递给微控制器6，微控 制器6将气体浓度数字信号和温度数字信号处理后通过CAN总线传递 给中心测控模块。
权利要求1、智能气敏传感器，包括半导体气敏传感器(1)，其特征在于还包括气体浓度信号调整电路(2)，AD转换芯片(5)，微控制器(6)，温度信号调整电路(4)和环境温度检测传感器(3)，半导体气敏传感器(1)通过气体浓度信号调整电路(2)连接AD转换芯片(5)，环境温度检测传感器(3)通过温度信号调整电路(4)连接AD转换芯片(5)，AD转换芯片(5)连接微控制器(6)。
2、 根据权利要求1所述的智能气敏传感器，其特征在于所述 樣丈控制器(6)为TMS320LF2407控制器。
专利摘要本实用新型涉及智能气敏传感器，包括半导体气敏传感器，其特征在于还包括气体浓度信号调整电路，AD转换芯片，微控制器，温度信号调整电路和环境温度检测传感器，半导体气敏传感器通过气体浓度信号调整电路连接AD转换芯片，环境温度检测传感器通过温度信号调整电路连接AD转换芯片，AD转换芯片连接微控制器。本实用新型具有检测精度高，工作稳定可靠的有益效果。
文档编号G01N27/12GK201382914SQ200920117728
公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者杨克己, 陈如申, 黎勇跃 申请人:杭州申昊信息科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
