專利名稱：一種分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其用于電力行業(yè)中電氣 設(shè)備防污閃工作時，對絕緣子表面污穢物導(dǎo)電性強弱程度的檢測。
背景技術(shù)：
為了保證電力系統(tǒng)安全運行，電力系統(tǒng)在開展環(huán)境對電網(wǎng)污染的程度的評估時，要 檢測絕緣子表面積污穢物導(dǎo)電性強弱程度一等值附鹽密度。目前測量等值附鹽密度主要 有兩類方法 一是按照現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測試，即采用電導(dǎo)率儀測量絕緣子表面 積污穢物溶液的電導(dǎo)率，用溫度計測量污穢物溶液溫度，然后經(jīng)查表和査曲線計算求出 對應(yīng)20'C時的標(biāo)準(zhǔn)等值附鹽密度；這種方法復(fù)雜煩瑣，不僅不便于操作，而且其結(jié)果受 人為因素影響偏差較大。二是按照電導(dǎo)率測量儀的測量原理利用的單片機對測量數(shù)據(jù)進 行數(shù)據(jù)處理得到最終測量結(jié)果，雖解決了査表和曲線復(fù)雜煩瑣工作，減小了誤差；以上 測量方法存在一個通病即在測量液體的電導(dǎo)率時，采用直流方法測量，則會在電導(dǎo)電 極傳感器的電極上的產(chǎn)生極化，無法準(zhǔn)確測量；因此常采用的是交流測量方式，但測量 系統(tǒng)自身存在分布電容，不僅它會因為測量環(huán)境不同而實時發(fā)生變化，而且還會導(dǎo)致測 量時存在誤差大、儀器穩(wěn)定性及重復(fù)性差問題，雖然測量儀器采用各種補償手段，但還 是無法徹底消除分布電容對測量的影響，為電力系統(tǒng)提供的等值附鹽密度測量值必然誤 差大、重復(fù)性差，直接影響了環(huán)境對電網(wǎng)污染程度的評估，影響污穢等級的判定和絕緣 措施的制定。 發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本實用新型提供一種分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，以解決目前 因為測量系統(tǒng)自身分布電容而導(dǎo)致測量誤差大、儀器穩(wěn)定性及重復(fù)性差的問題，為電力 系統(tǒng)提供真實準(zhǔn)確的等值附鹽密度測量值，確保能夠準(zhǔn)確評價環(huán)境對電網(wǎng)污染的程度。
技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案 一種分 倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其特征在于包括依次電連接的電導(dǎo)率傳感器、多 路切換電路、自動增益A/D電路，電導(dǎo)率傳感器的輸入端與倍頻發(fā)生器電連接，多路切 換電路、自動增益A/D電路、倍頻發(fā)生器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)存儲器、輸入裝置和輸出 裝置均分別與中央處理器電連接。其中，所述的倍頻發(fā)生器為可輸出分倍頻關(guān)系頻率的倍頻發(fā)生器。 其中，所述的輸入裝置為鍵盤。
其中，所述的輸出裝置包括分別與中央處理器電連接的顯示器和打印機。 其中，所述的中央處理器電連接有外部通信接口。
本實用新型的工作原理是利用分倍頻正弦波檢測方法消除測量系統(tǒng)分布電容對測 量結(jié)果的影響，首先在電導(dǎo)率傳感器兩個極間加一固定頻率f,的恒壓正弦波交流信號， 測量其電壓和極間電流，得到阻抗ZL—它是測量系統(tǒng)分布電容的容抗Xd與溶液電導(dǎo)率o
倒數(shù)O"合成復(fù)阻抗 CT ;然后在電導(dǎo)率傳感器兩個極間再施加該固定頻率
的分倍頻f2恒壓正弦波交流信號，測量其電壓和極間電流，得到阻抗Z2，即測量系統(tǒng)分
丄 Z2 =—十y!Xc2
布電容的容抗Xc2與溶液電導(dǎo)率o倒數(shù)o"合成復(fù)阻抗cr ;前后兩次所施加
的交流信號頻率為分倍數(shù)關(guān)系即0.5f產(chǎn)f2，由于 《C、 a^2Jif則Xc^2Xd， 公式一
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中Z,、 Z2是在電導(dǎo)率傳感器兩個極間加頻率t、 f2的恒壓正弦波交流信號，分別 測到的兩個阻抗；XCl、 Xc2是電導(dǎo)率傳感器兩個極間加頻率t、 f2的交流信號測量系統(tǒng)分
布電容的容抗；7是溶液電導(dǎo)率0倒數(shù)。
通過上述公式一對檢測結(jié)果運算處理，可以徹底消除測量系統(tǒng)分布電容對測量結(jié) 果的影響，降低測量誤差。
有益效果本實用新型的分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀采用分倍頻正弦波檢 測、采用數(shù)字溫度傳感器、自動增益A/D、數(shù)字平滑濾波提高抗干擾能力、浮點運算保 證運算精度等技術(shù)，解決了人工查表和曲線誤差，克服了測量系統(tǒng)分布電容所導(dǎo)致的測 量誤差，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實現(xiàn)了絕緣子表面積污穢物的等值附鹽密度測量智能化， 解決了目前儀器測量誤差大、精度低，儀器穩(wěn)定性和重復(fù)性差問題，提高了準(zhǔn)確程度。

圖l是本實用新型原理框圖；圖2是分倍頻電路圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。
如圖1所示，電導(dǎo)率傳感器1與多路切換電路2電連接，多路切換電路2與自動 增益A/D電路3電連接，自動增益A/D電路3與中央處理器9電連接；倍頻發(fā)生器4分 別與電導(dǎo)率傳感器1和中央處理器9電連接；中央處理器9還分別與溫度傳感器5、數(shù) 據(jù)存儲器6、輸入裝置7、輸出裝置8以及外部通信接口 10、電源電連接。
工作時，電導(dǎo)率傳感器1和溫度傳感器5置于待測溶液中。
接通電源，自動進入自校工作階段。通過中央處理器9嵌置的軟件指令對測量儀進 行校驗，可以檢測到如電導(dǎo)率傳感器或溫度傳感器是否存在問題，測量值是否超過儀器 的測量范圍等，測量結(jié)果可以由顯示器上顯示出來。當(dāng)自校儀器正常，中央處理器9發(fā) 出控制信號使倍頻發(fā)生器4分時發(fā)送兩個具有分倍頻關(guān)系的高穩(wěn)定度的正弦波信號到電 導(dǎo)率傳感器l，檢測電導(dǎo)率傳感器l兩個極間電壓和電流信號，得到所測溶液當(dāng)前溫度下 的兩個阻抗值；溫度傳感器5直接檢測所測溶液當(dāng)前溫度，溫度值為數(shù)字信號直接存入 中央處理器9，程序得到溫度補償系數(shù)，運算程序采用公式一得到當(dāng)前溫度下消除電容 變量影響的電導(dǎo)率，最后程序再進行運算得到被檢溶液在2(TC時的電導(dǎo)率值和等值附鹽 密度測量值。
圖2是實現(xiàn)分倍頻激勵信號源具體方法采用常用的正弦波信號發(fā)生器集成電路模
塊Ue，當(dāng)中央處理器9發(fā)指令控制數(shù)字電位器IJ7，改變數(shù)字電位器U7的電阻值，達到控制
正弦波信號發(fā)生器Us改變波形的頻率，數(shù)字電位器U7的電阻值不同，正弦波信號發(fā)生器
Ue產(chǎn)生波形頻率就不同；當(dāng)中央處理器7控制數(shù)字電位器U7的電阻值變化，正弦波信號發(fā) 生器集成電路模塊Ue就可實現(xiàn)產(chǎn)生為分倍頻關(guān)系的兩個不同的信號正弦波形。
由于測量的動態(tài)范圍大，輸入信號是個變量，為了保證測量系統(tǒng)精度，系統(tǒng)對輸入 的信號強度要進行控制。通常數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往希望增益能夠及時調(diào)整，以提高數(shù)據(jù)采 集的精度，目前典型的集成電路，在程序控制下可以對信號增益自動調(diào)整，這比以往采
用手工調(diào)整更優(yōu)越。例如常用的AD603等集成電路芯片均具有該功能，其是將自動增益 電路與A/D轉(zhuǎn)換器合為一體的集成電路芯片。自動增益A/D電路3采用性價比高、具有自 動增益的A/D的芯片，這即簡化了電路同時也提高了測量精度。
多路切換電路2相當(dāng)于一個單刀多擲開關(guān)，要接通哪一通道只要通過程序控制即可 完成。例如利用PIN管在電流正反偏壓下具有導(dǎo)通或斷開特性，實現(xiàn)"單刀多擲開關(guān)"功能，達到改變電路連接關(guān)系，多路切換電路2的芯片就是采用這一方式實現(xiàn)了程序控 制多路自動切換，達到多路電氣連接自動切換，例如市場上的CHDK-3-0520X這類芯片均 具有"單刀多擲開關(guān)"功能。
所述測量數(shù)據(jù)均可根據(jù)測量需要保存到數(shù)據(jù)存儲器6中，備日后調(diào)用，在儀表掉電 時仍能保持。
所述的輸入裝置7用于測量初始值、測量、數(shù)據(jù)保存、輸出測量數(shù)據(jù)的方式選擇等； 所述的輸出裝置8用于顯示檢測結(jié)果。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進 和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其特征在于包括依次電連接的電導(dǎo)率傳感器(1)、多路切換電路(2)、自動增益A/D電路(3)，電導(dǎo)率傳感器(1)的輸入端與倍頻發(fā)生器(4)電連接，多路切換電路(2)、自動增益A/D電路(3)、倍頻發(fā)生器(4)、溫度傳感器(5)、數(shù)據(jù)存儲器(6)、輸入裝置(7)和輸出裝置(8)均分別與中央處理器(9)電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其特征在于所 述的倍頻發(fā)生器(4)為可輸出分倍頻關(guān)系頻率的倍頻發(fā)生器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其特征在于所 述的輸入裝置(7)為鍵盤。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其特征在于所 述的輸出裝置(8)包括分別與中央處理器(9)電連接的顯示器和打印機。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，其特征在于所述的中央處理器(9)電連接有外部通信接口 (10)。
專利摘要本實用新型公開了一種分倍頻式絕緣子等值附鹽密度測量儀，包括依次電連接的電導(dǎo)率傳感器、多路切換電路、自動增益A/D電路，電導(dǎo)率傳感器的輸入端與倍頻發(fā)生器電連接，多路切換電路、自動增益A/D電路、倍頻發(fā)生器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)存儲器、輸入裝置和輸出裝置均分別與中央處理器電連接。本實用新型采用分倍頻正弦波檢測、采用數(shù)字溫度傳感器、自動增益A/D電路，解決了人工查表和曲線誤差，克服了測量系統(tǒng)分布電容所導(dǎo)致的測量誤差，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實現(xiàn)了絕緣子表面積污穢物的等值附鹽密度測量智能化，解決了目前儀器測量誤差大、精度低，儀器穩(wěn)定性和重復(fù)性差問題，提高了準(zhǔn)確程度。
文檔編號G01N27/02GK201417260SQ20092004408
公開日2010年3月3日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者劉桂梅 申請人:南京卓實電氣有限責(zé)任公司