【《某六氟化硫SF6检测装置的原理分析》2200字】

某六氟化硫SF6检测装置的原理分析1.1SF6检测装置基础理论在现代工业生产自动化生产过程当中，传感器被使用来监控生产过程当中产生的各种参数数据，使设备在正常且安全的最佳状态下运行，这样不仅可以使设备生产达到最高的质量，也可以使参与生产过程的工作人员的安全得到保障。传感器有：智能数字化、系统网络化、微型化、多功能化等特点，它促进了传统行业的改造升级和更新换代，更可能在现有的基础上建立更新型的工业体系。SF6传感器是SF6检测装置的重要组成部分。SF6传感器主要分为三种类型：1.红外吸收类，利用双光束非分光（NDIR）检测技术，设有两个通道分别为检测通道和参考通道，通道之中分别加装不同波长的滤光片，检测通过两个通道的红外光，并对比，比值则体现是否检测到SF6气体。可以获得真实的SF6气体的参数。装置简单体积小，精度高，工作稳定且寿命长。1.超声波类，利用超声波测量气体的声速，SF6气体分子量较大，当气体中含有SF6气体时平均分子量变大，其中声速降低，可以获得其中SF6气体的含量。装置简单，运行稳定，价格低廉，但检测下限较高，受其他气体干扰较大。3.高频电离类，对稀薄的气体进行高频电离，含有sf6气体的空气会表现出不同的电特性，从而得出气体中是否含有SF6气体。检测下限低，但装置复杂，工作稳定性不高，对多种其他气体敏感。[3]图2-1红外吸收类SF6传感器本检测装置系统设计采用了单片机，51单片机是指可以兼容Intel8051指令系统的所有单片机，国内大多使用的是国产品牌宏晶STC系列单片机，主要有等。单片机运用超大规模集成电路技术，是一种集成电路芯片，把能数据处理的中央处理器（CPU），随机存储器（RAM），只读存储器（ROM），多种I/O口和中断系统，定时器/计数器等功能集成到一块硅片上，从而形成的一个小但完善的微型计算机系统。如图2-2本设计采用国产STC89C52单片机，这是一种低能耗、高性能CMOS8位的微控制器，Flash存储器具有8000字节。STC89C52采用了经典MSC-51内核，但它具备着许多传统单片机无法实现的功能，可直接使用串口下载。共3个16位定时器/计数器，即T0、T1、T2。工作温度范围在零下40-零上85摄氏度。[4]图2-2STC89C52单片机1.2六氟化硫SF6检测装置工作原理检测装置的工作原理为：51单片机控制抽气泵运行，将12个不同位置的气体，通过布置好的气体管道，抽入设有SF6传感器的空气腔，SF6传感器对气体进行检测，工作流程显示在led显示屏上，如被测气体中检测到有SF6气体，则运行报警电路，装置中报警器报警。具体流程为打开系统开关，系统通电运行，51单片机运行控制抽气泵运行，电磁阀1打开运行20s，气体从首个位置开始经过电磁阀1，通过汇流板，进入设有SF6传感器的气腔，SF6传感器检测10s，未检测出SF6气体则将装置内存在的气体排出，打开电磁阀2，继续按流程运行系统，共设置12个位置。若检测出SF6气体，则系统立即暂停，报警系统运行，报警装置发出警报。SF6检测装置从而实独现了低成本高效实时检测不同位置的气体。

检测装置是独立的工作系统，它使用51单片机实现控制。检测装置是由抽气泵、电磁阀组、51单片机、箱体、汇流板、报警装置、气体管道、快速接头等组合而成。

抽气泵——检测装置的最基础部分，它是检测装置的动力源，将气体抽入传感器空气腔。

汇流板——是一种能将多个气体管道集中到一起的零部件。

电磁阀组——是包含有电磁阀的控制（阀）元件的一种组合体。按照不同的组合结构实现不同的控制逻辑。

箱体——容纳各个零部件。

气动快速接头——可以实现各个气动零部件之间实现快速连接。气体管道——气体可以通过的管道。报警装置——是指表示发生故障、事故或危险情况的信息的装置。第三章SF6检测装置机械设计3.1SF6检测装置总体设计六氟化硫（SF6)检测装置如图3-2，是将不同位置的气体使用抽气泵通过安装在安装板上的元器件如图3-1实现对SF6气体的检测与警报。如图3-3以点位1为例，打开抽气泵，打开电磁阀1，关闭其他所有电磁阀开关2-12，20s之后，将点位1位置处的气体从气体管道1吸入传感器空气腔，SF6传感器对被点位1吸入的空气检测10s，检测结果显示在人机界面，如未检测出SF6气体，经过时间10s将装置内吸入的废气排出，如检测出SF6气体，打开警报，蜂鸣器响起。图3-1SF6检测装置内部图3-2SF6检测装置总体部分图3-3SF6检测装置原理图3.2检测装置电磁阀组设计如图3-4检测装置中的电磁阀组上半部分是由12个3V210-06电磁阀组合，固定在汇流板上，3V210-06是亚德客生产的二位三通电磁阀如图3-5，3V210-06电磁阀反应灵敏，内孔采用特殊的加工工艺，密封性好，摩擦阻力小，启动时气压低，使用寿命长，有多种标准电压等级可以选择，符合本设计要求。电磁阀组连接12根不同位置的空气管道，每一根空气管道连接不同的电磁阀，可实现检测装置从不同位置抽取气体的设计要求。图3-4电磁阀组图3-53V210-06电磁阀如图3-6，3-7，3-8电磁阀组下半部分是汇流板，该检测装置中汇流板版面设计有12个开孔，与电磁阀相连，如图3-7汇流板侧面安装快速接头，当电磁阀打开时，空气通过电磁阀进入下方汇流板，由侧面管道进入下一个零部件。在工业自动化生产过程中，同时工作的电磁阀比较多，汇流板可以分配或集合气源，从检测点位抽进来的空气通过空气管道等连接到元器件上。图3-6汇流板俯视图图3-7汇流板图3-8汇流板剖视图图3-9快速接头3.3检测装置抽气泵设计如图3-9检测装置中抽气泵选用VN-C6微型真空泵，检测装置内空气管道采用快速接头与各个元器件连接，空气管道选用直径R设为8mm内洁管道，长度L设为15m。抽气泵流量计算：15m=15000mmΠ取3.14r=4mm管道内空气：V0=15000*3.14r2=753600mm3检测装置设计抽气时间：T为20s抽气机初步流量：Q=7536