一种定性和定量一体的检漏仪
阅读说明：本技术 一种定性和定量一体的检漏仪 (Qualitative and quantitative integrated leak detector ) 是由 游骏标 刘运柯 林芬 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种定性和定量一体的检漏仪,包括MCU控制器、锂电充电管理及电源模块、定性传感器探头、定量SF6传感器、气泵控制模块、数据存储模块、无线数据通迅射频433M模块、液晶显示模块、按键输入模块、声光报警模块以及温湿度传感模块,所述锂电充电管理及电源模块分别给其他模块供电,本产品可实现在0-2000ppm或更高浓度下快速定位漏点,又可以进一步精确的测量泄露值,并做出相应的专家诊断,判定设备合格或不合格；有效的提高了工作人员的效率。(The invention discloses a qualitative and quantitative integrated leak detector, which comprises an MCU (microprogrammed control Unit) controller, a lithium battery charging management and power supply module, a qualitative sensor probe, a quantitative SF6 sensor, a gas pump control module, a data storage module, a wireless data communication radio frequency 433M module, a liquid crystal display module, a key input module, an acousto-optic alarm module and a temperature and humidity sensing module, wherein the lithium battery charging management and power supply module respectively supplies power to other modules; the efficiency of staff has effectively been improved.)
技术领域
本发明涉及检测
技术领域
，具体是一种定性和定量一体的检漏仪。背景技术
SF6具有优秀的灭弧性能，广泛应用于电力系统中。SF6气体检漏仪在电力安全生产、检验、巡检等环节都具有重要的作用，随着产品电压等级的提高，对于检漏仪装置的精度、稳定性、使用方便性提出了更高的要求。特别是运维工作人员在诸多复杂设备中实现快速定位又能准确检测泄漏值、判定气室是否合格有着至关重要的意义。
目前国内外的SF6气体检漏仪，检测方案有多种：如光声光谱检测原理、高频磁场电离、负离子捕获、电子捕获法(ECD)等。这些方案所生产的检漏设备体积一般较庞大，有需要特殊的辅助气体、有的需要交流电源等。有的大多处于实验室级别的，不方便携带，对于现场众多设备如环网柜、GIS、断路器等SF6设备的巡检作业有很强的局限性。而红外双波法(NDIR)具有结构简单、成本低、交叉干扰小、精度较好、便携等优势。广泛的应用于便携式SF6设备气体检漏中。
当前市面上的定性传感器虽然可以快速定位漏点，但在大浓度下响应差，无具体的数值显示输出，不能提出判定气室是否合格的依据。
当前应用的国内外的红外法(NDIR)的便携式检漏仪，存在的问题点有：最小检测量超过5ppm，低溶度下性线差，高浓度时精度偏差大，重复性差，高低温环境下精度不好，且响应时间和恢复时间较长。在对设备检漏时，要非常慢速的移动仪器的采气嘴，工作效率大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定性和定量一体的检漏仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种定性和定量一体的检漏仪，包括MCU控制器、锂电充电管理及电源模块、定性传感器探头、定量SF6传感器、气泵控制模块、数据存储模块、无线数据通迅射频433M模块、液晶显示模块、按键输入模块、声光报警模块以及温湿度传感模块，所述锂电充电管理及电源模块分别给其他模块供电，MCU控制器还分别连接定性传感器探头、定量SF6传感器、气泵控制模块、数据存储模块、无线数据通迅射频433M模块、液晶显示模块、按键输入模块、声光报警模块以及温湿度传感模块，气泵控制还连接定性传感器探头和定量SF6传感器。
作为本发明的进一步技术方案，所述锂电充电管理及电源模块包括12V升压电源和5V/3.3V电源。
作为本发明的进一步技术方案，所述定性传感器探头连接定性传感器快速捕获电路，定性传感器快速捕获电路包括高频变压器T1和接口P7，高频变压器T1的绕组6端产生负极性高压脉冲，由二极管D1、二极管D7、二极管D5、电阻R29、电阻R27、R26接入到插座P7，并经过探头、AGND形成回路，高频变压器T1绕组7、9和11、12经R46、电位器VR1、二极管VD1、电容C14、电容C16、电阻R45、电阻R55、三极管Q14、三极管Q10、二极管D18、电阻R54、电阻R58、电容C17、电容C13形成固定脉冲，脉冲的幅度和频率由电位器VR1调节；接口P7接传感器探头，由引线引到仪器的外部；二极管D18为三极管Q10提供续流回路。
作为本发明的进一步技术方案，所述定性传感器探头、定量SF6传感器和温湿度传感模块上连接有精密AD采集电路，精密AD采集电路包括运放U2B、运放U2C和运放U2D，运放U2B的脚5连接电阻RN1，运放U2B的脚6连接电阻RN2、电容C5和电阻R9，电容C5的另一端连接电阻R10和运放U2B的脚7，电阻R10的另一端连接电容C6和运放U2C的脚10，运放U2C的脚9连接电阻R11、电容C7、电阻R12、电容C8和电阻R15，电阻R15的另一端连接电位器Z1的滑动端，电位器Z1的一个固定端通过电阻R16连接电容C10和电源V+，电位器Z1的另一个固定端连接电阻R17和电容C11，电阻R17的另一端连接电容C11的另一端和地，电容C8的另一端连接电阻R12的另一端、电阻R13和运放U2C的脚8，电阻R13的另一端连接电容C9和运放U2D的脚12，运放U2D的脚14连接运放U2D的脚13和电阻R14，电阻R14的另一端连接输出端Sig。
作为本发明的进一步技术方案，所述运放U2B组成第一级滤波回路。
作为本发明的进一步技术方案，所述运放U2C次级滤波回路。
作为本发明的进一步技术方案，所述U2D组成信号跟随输出电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本产品在结合诸多检漏方案优点的基础上，结合了定性和定量检漏仪的特点于一体，可实现SF6设备泄漏气体的快速定位、高精度测量。即用负极性捕获法实现快速定位，形成本产品的定性传感器；再配合红外法(NDIR)定量传感器实现高精度测量实际的数值。
附图说明
图1为本发明的整体系统图。
图2为定性传感器快速捕获电路图。
图3为精密AD采集电路图。
图4为精密基准电源电路图。
图5为红外传感器485电平转TTL通迅电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，实施例1：一种定性和定量一体的检漏仪，包括MCU控制器、锂电充电管理及电源模块、定性传感器探头、定量SF6传感器、气泵控制模块、数据存储模块、无线数据通迅射频433M模块、液晶显示模块、按键输入模块、声光报警模块以及温湿度传感模块，所述锂电充电管理及电源模块分别给其他模块供电，MCU控制器还分别连接定性传感器探头、定量SF6传感器、气泵控制模块、数据存储模块、无线数据通迅射频433M模块、液晶显示模块、按键输入模块、声光报警模块以及温湿度传感模块，气泵控制还连接定性传感器探头和定量SF6传感器，锂电充电管理及电源模块包括12V升压电源和5V/3.3V电源。
定性传感器探头连接定性传感器快速捕获电路，定性传感器快速捕获电路包括高频变压器T1和接口P7，高频变压器T1的绕组6端产生负极性高压脉冲，由二极管D1、二极管D7、二极管D5、电阻R29、电阻R27、R26接入到插座P7，并经过探头、AGND形成回路，高频变压器T1绕组7、9和11、12经R46、电位器VR1、二极管VD1、电容C14、电容C16、电阻R45、电阻R55、三极管Q14、三极管Q10、二极管D18、电阻R54、电阻R58、电容C17、电容C13形成固定脉冲，脉冲的幅度和频率由电位器VR1调节；接口P7接传感器探头，由引线引到仪器的外部；二极管D18为三极管Q10提供续流回路。
可以在高压侧感应出传感器需要的高电压信号；当检测到气体时，高压回路的电位发生变化，引起T1绕组6脚的电平发生变化，经过R30、R33、C13、C11、R31、R118、C37、C7输出；本回路有3级RC滤波电路，可初步滤除噪声信号，让后端的检测电路更加稳定；其输出到下一级运放电路前需要加入限幅保护电路(D25、D26)；当浪涌电压超过VCC、GND时，信号线的电平被钳位在这两个电平之间，从而不会对后级产生损失。
定性传感器探头、定量SF6传感器和温湿度传感模块上连接有精密AD采集电路，精密AD采集电路包括运放U2B、运放U2C和运放U2D，运放U2B的脚5连接电阻RN1，运放U2B的脚6连接电阻RN2、电容C5和电阻R9，电容C5的另一端连接电阻R10和运放U2B的脚7，电阻R10的另一端连接电容C6和运放U2C的脚10，运放U2C的脚9连接电阻R11、电容C7、电阻R12、电容C8和电阻R15，电阻R15的另一端连接电位器Z1的滑动端，电位器Z1的一个固定端通过电阻R16连接电容C10和电源V+，电位器Z1的另一个固定端连接电阻R17和电容C11，电阻R17的另一端连接电容C11的另一端和地，电容C8的另一端连接电阻R12的另一端、电阻R13和运放U2C的脚8，电阻R13的另一端连接电容C9和运放U2D的脚12，运放U2D的脚14连接运放U2D的脚13和电阻R14，电阻R14的另一端连接输出端Sig。
运放U2B组成第一级滤波回路。运放U2C次级滤波回路。U2D组成信号跟随输出电路。
电路中运放为低噪声运放，前2级运放对信号进行进一步的滤波和放大，滤除高压电路所带来的噪声；这样对于单片机的AD检测至关重要，不会误触发而导致信号浓度误判，软件上的滤波周期就会缩短很多，响应时间大大变短。
实施例2，在实施例1的基础上，因本电路部分有高压电路，其工作机理为变压原理。故会在地电平和电源线上产生较大的干扰噪声，故必须把信号电平同步到中间点电压上，本系统确定1.65V为零点电压，这就有效的避开了因电源和地的波动而造成的噪声信号的干扰，且在全温度范围内温漂小，让系统更加稳定。
电平转换电路，使本系统对传感器的适应性比较强，我们选用优质的红外传感器，配合前面的定性快速检测电路，红外传感器可以使量程扩大的1000ppm、2000ppm及以上。因市场上各家传感器的通迅输出接口方式各不相同，有TTL电平、RS485电平；本机在硬件上采用兼容设计，可以兼容这2种方式，当传感器输出为TTL电平时，需加入这个转换电路，当传感器直接输出RS485信号是，不需外加这个电路；这样仪器的选择性就比较灵活。既可以实现快速定位，又可以实现全量程范围内的精确检测。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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