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    SF6類檢測設備和裝置
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    KST-V 冷鏡式露點儀

    作者:kstone????發布時間:2020-03-28 20:03 ????瀏覽次數 :


    工作原理
    氣體在一定壓力下, 當溫度略低于露點(氣體中水蒸汽的飽和溫度)時,氣體中水蒸汽凝結成露水,使照射在鏡面上的光線產生漫反射,感光器件產生電信號變化,檢測電路將電信號變化和溫度數據發送給控制系統進行分析,通過智能算法計算出被測氣體的露點溫度值并顯示(* 0°C以下露點稱為霜點。露點儀測量到露點溫度后自動加熱鏡面直至露水消除,再次自動降溫重復上述過程循環測量。



     

     
     
     
    主要技術指標
    測量方式 全自動連續測量
    被測氣體 SF6
    被測氣體流量 400~800±50ml/min
    流量顯示 數字流量計
    溫度分辨率 0.1℃
    測量范圍 20℃ ~ -62℃
    測量誤差 優于±0.3℃
    顯示單位 ℃、ppm
    測量氣體壓力 ≤1MPa
    工作環境溫度 -20℃ ~ 50℃
    工作環境濕度 ≤85%RH
    外接電源 AC220V±10%,50Hz
    內置電源 24V鋰電池
    功率 ≤70W
    正常連續工作時間 >8h
    測量原理 冷鏡式測量原理
    制冷源 SL微型冷卻器
    取樣接口 自密封快插接頭
    外型尺寸 長340mm×寬230mm×高200mm
    重量 ≤9.5 kg
     

    主要功能
    露點儀的主要功能如下:
    a)可自動測量SF6氣體中微水露點(或霜點)的溫度值;
    b)具備連續性測量功能;
    c)具備測量數據轉換為20℃時標準值功能;
    d)具備鏡面升溫清潔功能;
    e)具備對測量結果進行自動保存、U盤導出的功能,可查詢歷史記錄;
    f)配備大屏幕觸摸顯示屏,操作方便,讀數直觀;
    g)配備大容量鋰電池可供設備在無外部供電情況下正常連續工作。
     
     產品組成及結構特點
    產品組成
    露點儀采用模塊化設計,保證后期維護方便、快捷,5個模塊的主要功能及組成如下表所示:

    制冷機模塊 由微型制冷機和制冷機電源組成,主要負責對鏡面降溫及加熱、采集鏡面溫度并發送至控制模塊。
    光路采集模塊 由光源、濾光組件、透鏡、反射鏡面和硅光電池組成。對光源供電、采集光電轉換信號并發送至控制模塊。
    控制模塊 通過通信接口對制冷機模塊和光路采集模塊發送控制指令并接收溫度、光路信號,負責控制檢測流程以及顯示人機交互界面、記錄測量結果等功能。
    氣路模塊 由測量腔、數字流量計、自密封快插接頭、管路及調節閥等組成,主要負責被測氣體的壓力調整、流量調節,使氣體達到測量要求后再進入測量腔體。
             機箱 產品機箱采用標準化鋁合金機箱設計,由上下蓋板、側板、前后橫梁、側梁、面板型材、塑料底角等組成,保證強度的同時使用拉桿提高儀器的便攜性。


    產品主要特點
    1.采用SL微型冷卻器作為制冷源;這是和一般冷鏡式露點儀的差別之處
    2.采用巡檢自清潔式測量法;
    3.采用抗電磁干擾模塊設計;
     
     
    特點介紹與分析
    1.制冷源——制冷源是冷鏡式露點以的核心部件,制冷源的優劣直接影響了露點儀的測量范圍、測量精度、工作環境等主要指標。
    目前電力行業所采用的冷鏡式露點儀均采用帕爾帖制冷片作為制冷源,帕爾帖制冷片采用熱電原理使熱量轉移達到制冷的目前,該原理在制冷過程中,制冷片的一面不斷的吸收環境熱能轉移至制冷片的另一面,當該循環與環境溫度達到一定平衡時,制冷面的溫度與環境溫度進行溫差累計,則為該制冷片所能提供的溫差。的目前較高品質的帕爾帖冷堆可提供70℃的溫差,當環境溫度達到40℃時,其實際制冷極限為-30℃。電力行業中,對于SF6設備中絕緣氣體的含水量合格標準為≤150ppm,換算成露點溫度為≤-38.5℃,當采用帕爾帖作為冷源的冷鏡式露點儀在環境溫度高于31.5℃的工況下使用時,已達不到其測量基礎要求,無法正常進行檢測。為了避免這一現象,業內采用了多片帕爾帖堆疊,形成制冷堆的方式進行多級制冷,這一方法需要多級遞增的帕爾帖制冷片來實現,但當多個制冷片堆疊后,產生了串熱現象,實際制冷效果并不明顯,且需額外配備大型散熱器件,總體成本增加較高。
    KST-V冷鏡式露點儀采用了公司自主研發的SL微型冷卻器作為制冷源,SL微型冷卻器原型為深低溫制冷機,采用回熱式氣體制冷原理,最低制冷溫度可達-200℃以下,普遍應用于低溫試驗室、航空航天、軍事設備、基因工程等領域。公司針對民品露點儀行業研制的SL系列微型冷卻器將整機制冷功率控制在行業需求范圍內,使得制造成本大幅降低,從而使這一高品質制冷器件得以在普通行業得到應用。SL微型冷卻器采用的斯特林熱力循環原理是目前效率最高的熱力循環原理,相較于帕爾帖采用的熱電循環原理,具有更高的熱/冷累計效率,這使得SL微型冷卻器無需復雜冷能堆疊便可輕松實現理想制冷性能,同時也完全避免了由于冷能堆疊所產生的負面影響,所以SL微型冷卻器具有制冷范圍廣、制冷速度快、環境適用性強等優點,可在較高環境溫度的工況下正常工作。目前國際一線露點儀品牌也相繼升級研制了采用半斯特林制冷技術的冷鏡式露點儀,如英國michelle、瑞士MBW等。
     

    2.測量方法——冷鏡式露點以其主要測量原理為冷鏡原理,該原理依據不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會結露的特性而實現,基于冷鏡測量原理,合適的測量方法可以使設備準確的判斷出被測氣體的真實露點溫度。目前基于冷鏡測量原理的測量方法有目測法、平衡法、巡檢法。其中目測法為最早一代的冷鏡測露點測量法,通過肉眼觀察冷鏡表面結露情況來判斷露點溫度,該測量法由于操作性差,精度誤差大,重復性差等原因,目前已逐漸淘汰。平衡法是目前比較普遍的第二代露點測量法,通過光電檢測技術與冷鏡原理相結合,通過不斷的對冷鏡表面霜層厚度進行平衡,最終計算出氣體露點溫度。該測量法在設備及氣體管道環境相對干燥清潔時,具有較好的測量精度,且為全自動測量,操作簡單,使用方便。平衡法由于其測量方式的特性,在氣體雜質較高、氣體管路清潔程度不夠、環境條件差、設備保存不善內部污染等情況下,其檢測精度則大幅降低。出現這種現象的主要原因是由于其在測量過程中,冷鏡表面持續不斷冷凝氣體中的水份,同時氣體中的污染物將一起被凝結在鏡面之上,在污染物過多時,使光電檢測模塊發生誤判,發生提前或延后判定露點溫度的現象,其測量值與實際露點值便會存在較大誤差。
    3.巡檢式測量法正是為了彌補平衡測量法目前存在的幾大缺陷而開發的新一代冷鏡露點測量方法,它與平衡法在原理方面相同,都是通過冷鏡原理與光電檢測技術結合,不同的地方在于,巡檢測量法摒棄了平衡法通過冷鏡表面霜層厚度計算露點的方式,采用了更科學更直接可靠的直接測量形式,在冷鏡表面出現霜點的一瞬間,光電系統便將其數據記錄,通過科學的算法還原出精確的結露溫度。由于沒有不斷平衡霜層的過程,在同等測量條件下,巡檢測量法的測量速度將優于平衡測量法。巡檢測量法的另一大特點便是其自清潔功能,在冷鏡表面出現霜點的一瞬間,除了光電系統記錄其結露數據外,冷鏡表面則已經開始升溫,直至冷鏡表面霜點融化,伴隨著氣流,冷鏡表面水分及污染物將一起被吹掃清楚,為下一次測量做好準備。該測量方法極大的降低了冷鏡鏡面被污染概率,提高了設備的測量精度及環境適應性,延長了設備維護周期。
    4.3.電磁干擾——在電力行業中,儀器設備受電磁干擾是比較常見的現象,輕微的電磁干擾便能使設備性能降低,嚴重的則可能造成設備的損毀。針對電力用戶使用環境,電力露點儀內部采用了抗電磁干擾模塊設計,內置獨立的供電模塊,徹底避免了電網干擾,產品核心部件則均采用耐電磁干擾材料屏蔽層或鍍層進行防護,電源傳導與信號傳遞同樣進行了合理的抗電磁干擾設計。公司自主研發的露點測量軟件采用了自我修正及較差比對措施,極大的降低了因電磁干擾而產生的設備性能受損現象。










    下面列出了一組

    以上數據我們觀察分析:
    1、露點 -42.261  相當于微水149.31  這個微水值是我們很多高壓開關設備的微水合格點。
    2、在露點為-9.261和-10.261時,微水值相差230ppm;
    3、在露點為-42.261左右時,每相差一度,微水就相差15左右,所以

    如果選擇精度±1℃的微水儀,其實際微水值誤差在30左右。如果選擇精度選擇±2℃的微水儀,其實際微水值誤差在60左右;

    所以說選擇
    ±1℃精度的微水儀,實際微水值誤差在30左右,應該說是我們充氣柜最低的要求了。

    有條件的話,建議采購精度
    ±0.3℃的冷鏡式微水儀。


    采用進口傳感器阻容法微水儀,精度±1℃





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