一种封闭式充油电力设备油位检测温度修正系统及方法与流程

3.539t
25
，其中t
25
为25#绝缘油的温度。
14.优选地，超声波传播速度在45#绝缘油中的温度修正公式为v
修45
＝1495.5-3.821t
45
，其中t
45
为45#绝缘油的温度。
15.一种封闭式充油电力设备油位检测温度修正方法，包括以下步骤：
16.s1：将超声波探头放置在封闭式充油电力设备的储油柜底部进行油位检测；
17.s2：输入绝缘油型号和油温至控制器；
18.s3：控制器控制发射控制与接收电路产生超声波，超声波经过换能器输出至超声波探头；
19.s4：超声波探头采集超声波的回波信号并依次通过换能器、发射控制与接收电路输入至控制器；
20.s5：控制器根据输入的绝缘油型号、油温以及采集的回波信号计算修正后的储油柜油位。
21.本发明的有益效果为：本发明提供了一种封闭式充油电力设备油位检测温度修正系统及方法，本发明的系统包括超声波探头、换能器、发射控制与接收电路、控制器；所述控制器、发射控制与接收电路、换能器、超声波探头依次连接；所述控制器用于控制发射控制与接收电路产生超声波并且接收发射控制与接收电路接收到的回波并对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正进而得到准确的油位；所述发射控制与接收电路用于在控制器的控制下产生相应的超声波传输至换能器并且接收换能器传输来的回波，并把回波传输至控制器进行处理；所述换能器用于将发射控制与接收电路产生的超声波进行变换传输至超声波探头并把超声波探头采集的回波传输至发射控制与接收电路；所述超声波探头用于传输超声波至封闭式充油电力设备并对其绝缘油的油位进行检测，并采集回波传输至换能器。本发明基于超声波传播速度在介质中随环境温度发生变化的情况下，提出非恒温环境下对封闭式电力充油设备油位检测时对超声波在绝缘油中的传播速度进行温度修正。在多种环境温度及不同牌号绝缘油下的重复性实验证明本发明提供的技术方案的修正精度高，可以有效应对油温变化下的封闭式电力充油设备油位准确检测。
22.本发明提供了在10#绝缘油、25#绝缘油、45#绝缘油中超声波传播速度的温度修正方法，这是本发明首创，本发明提供的方法对封闭式充油电力设备的油位检测精度较高。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
24.图1为本发明的系统原理图；
25.图2为本发明中发射控制与接收电路的原理图；
26.图3为本发明的超声波传播速度在25#绝缘油中的温度修正曲线；
27.图4为经自动修正后得到的充油设备油位。
具体实施方式
28.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。
29.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
30.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
31.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
32.如图1所示，一种封闭式充油电力设备油位检测温度修正系统，包括超声波探头、换能器、发射控制与接收电路、控制器；所述控制器、发射控制与接收电路、换能器、超声波探头依次连接；所述控制器用于控制发射控制与接收电路产生超声波并且接收发射控制与接收电路接收到的回波并对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正进而得到准确的油位；所述发射控制与接收电路用于在控制器的控制下产生相应的超声波传输至换能器并且接收换能器传输来的回波，并把回波传输至控制器进行处理；所述换能器用于将发射控制与接收电路产生的超声波进行变换传输至超声波探头并把超声波探头采集的回波传输至发射控制与接收电路；所述超声波探头用于传输超声波至封闭式充油电力设备并对其绝缘油的油位进行检测，并采集回波传输至换能器。
33.本发明还包括显示模块，所述显示模块与控制器连接，用于显示封闭式充油电力设备内绝缘油的温度和油位。
34.其中，超声波探头为液介式超声波探头。控制器为80c552单片机最小系统。换能器采用压电式换能器。控制器连接有按键。
35.所述控制器根据回波得到准确的油位具体为：
36.输入绝缘油的型号及油温，控制器对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正，得到修正后的超声波在绝缘油中传播的速度v
修
，油位的计算公式为：h＝v
修
*t/2，t为超声波在绝缘油中传输的时间。
37.绝缘油的型号包括10#绝缘油、25#绝缘油、45#绝缘油。超声波传播速度在10#绝缘油中的温度修正公式为v
修10
＝1471.5-3.334t
10
，其中t
10
为10#绝缘油的温度。超声波传播速度在25#绝缘油中的温度修正公式为v
修25
＝1479.1-3.539t
25
，其中t
25
为25#绝缘油的温度。超声波传播速度在45#绝缘油中的温度修正公式为v
修45
＝1495.5-3.821t
45
，其中t
45
为45#绝缘油的温度。
38.如图2所示，发射控制与接收电路采取的防电磁干扰、噪声干扰措施，u9和t2完成对探头的驱动，使探头产生机械振动波；探头接收到的回波信号由u10、u11和q6完成滤波、放大；u10电路为带通电路，只选通探头回波信号附近的频率，滤除其他频率干扰；u8和u11组成自动增益电路，回波信号较弱时，增益自动增加，回波很强时，增益自动减小。q6为固定高增益。整个电路用屏蔽壳包围，防止外界干扰进入。
39.本发明的工作原理为：启动系统，在输入绝缘油的型号和绝缘油的温度，控制器控
制发射控制与接收电路产生超声波，超声波经过换能器输出至超声波探头，超声波探头采集超声波的回波信号并依次通过换能器、发射控制与接收电路输入至控制器。控制器对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正，得到修正后的超声波在绝缘油中传播的速度v
修
，油位的计算公式为：h＝v
修
*t/2，t为超声波在绝缘油中传输的时间。其中，若绝缘油是10#绝缘油，则控制器根据公式v
修10
＝1471.5-3.334t
10
对超声波在绝缘油中传播的速度进行修正，其中t
10
为10#绝缘油的温度。若绝缘油是25#绝缘油，则控制器根据公式v
修25
＝1479.1-3.539t
25
对超声波在绝缘油中传播的速度进行修正，其中t
25
为25#绝缘油的温度。若绝缘油是45#绝缘油，则控制器根据公式v
修45
＝1495.5-3.821t
45
对超声波在绝缘油中传播的速度进行修正，其中t
45
为45#绝缘油的温度。
40.如表1所示，表1给出了采用本发明与没有采用本发明的检测情况对比结果，修正前，通常根据超声波速在石油产品中的波速，取1420m/s。
41.表1修正前后油位检测情况对比
[0042][0043][0044]
从表1可看出，未对在绝缘油中传播的速度进行修正前，得到的油温普遍偏高，与实际油位偏差较大，而采用本发明对在绝缘油中传播的速度进行修正后得到的油位更为精确。
[0045]
本发明基于超声波传播速度在介质中随环境温度发生变化的情况下，提出非恒温环境下对封闭式电力充油设备油位检测时对超声波在绝缘油中的传播速度进行温度修正。在多种环境温度及不同牌号绝缘油下的重复性实验证明本发明提供的技术方案的修正精度高，可以有效应对油温变化下的封闭式电力充油设备油位准确检测。本发明提供了在10#绝缘油、25#绝缘油、45#绝缘油中超声波传播速度的温度修正方法，这是本发明首创，本发明提供的方法对封闭式充油电力设备的油位检测精度较高。
[0046]
实施例二：
[0047]
一种封闭式充油电力设备油位检测温度修正方法，应用于封闭式充油电力设备油位检测温度修正系统，所述系统包括超声波探头、换能器、发射控制与接收电路、控制器；所述控制器、发射控制与接收电路、换能器、超声波探头依次连接；所述控制器用于控制发射控制与接收电路产生超声波并且接收发射控制与接收电路接收到的回波并对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正进而得到准确的油位；所述发射控制与接收电路用于在控制器的控制下产生相应的超声波传输至换能器并且接收换能器传输来的回波，并把回波传
输至控制器进行处理；所述换能器用于将发射控制与接收电路产生的超声波进行变换传输至超声波探头并把超声波探头采集的回波传输至发射控制与接收电路；所述超声波探头用于传输超声波至封闭式充油电力设备并对其绝缘油的油位进行检测，并采集回波传输至换能器。
[0048]
本发明还包括显示模块，所述显示模块与控制器连接，用于显示封闭式充油电力设备内绝缘油的温度和油位。
[0049]
其中，超声波探头为液介式超声波探头。控制器为80c552单片机最小系统。换能器采用压电式换能器。控制器连接有按键。
[0050]
所述控制器根据回波得到准确的油位具体为：
[0051]
输入绝缘油的型号及油温，控制器对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正，得到修正后的超声波在绝缘油中传播的速度v
修
，油位的计算公式为：h＝v
修
*t/2，t为超声波在绝缘油中传输的时间。
[0052]
绝缘油的型号包括10#绝缘油、25#绝缘油、45#绝缘油。超声波传播速度在10#绝缘油中的温度修正公式为v
修10
＝1471.5-3.334t
10
，其中t
10
为10#绝缘油的温度。超声波传播速度在25#绝缘油中的温度修正公式为v
修25
＝1479.1-3.539t
25
，其中t
25
为25#绝缘油的温度。超声波传播速度在45#绝缘油中的温度修正公式为v
修45
＝1495.5-3.821t
45
，其中t
45
为45#绝缘油的温度。包括以下步骤：
[0053]
s1：将超声波探头放置在封闭式充油电力设备的储油柜底部进行油位检测；
[0054]
s2：输入绝缘油型号和油温至控制器；
[0055]
s3：控制器控制发射控制与接收电路产生超声波，超声波经过换能器输出至超声波探头；
[0056]
s4：超声波探头采集超声波的回波信号并依次通过换能器、发射控制与接收电路输入至控制器；
[0057]
s5：控制器根据输入的绝缘油型号、油温以及采集的回波信号计算修正后的储油柜油位。控制器对超声波在绝缘油中传播的速度进行温度修正，得到修正后的超声波在绝缘油中传播的速度v
修
，油位的计算公式为：h＝v
修
*t/2，t为超声波在绝缘油中传输的时间。其中，若绝缘油是10#绝缘油，则控制器根据公式v
修10
＝1471.5-3.334t
10
对超声波在绝缘油中传播的速度进行修正，其中t
10
为10#绝缘油的温度。若绝缘油是25#绝缘油，则控制器根据公式v
修25
＝1479.1-3.539t
25
对超声波在绝缘油中传播的速度进行修正，其中t
25
为25#绝缘油的温度。若绝缘油是45#绝缘油，则控制器根据公式v
修45
＝1495.5-3.821t
45
对超声波在绝缘油中传播的速度进行修正，其中t
45
为45#绝缘油的温度。
[0058]
本发明基于超声波传播速度在介质中随环境温度发生变化的情况下，提出非恒温环境下对封闭式电力充油设备油位检测时对超声波在绝缘油中的传播速度进行温度修正。在多种环境温度及不同牌号绝缘油下的重复性实验证明本发明提供的技术方案的修正精度高，可以有效应对油温变化下的封闭式电力充油设备油位准确检测。本发明提供了在10#绝缘油、25#绝缘油、45#绝缘油中超声波传播速度的温度修正方法，这是本发明首创，本发明提供的方法对封闭式充油电力设备的油位检测精度较高。
[0059]
实施例三：
[0060]
本发明还包括温度传感器，所述温度传感器与控制器连接，用于采集封闭式充油
电力设备内绝缘油的温度，并将采集的温度传输至控制器。温度传感器选用热敏电阻，单片机读取直流电压信号，抗干扰能力较强。其他同实施例一。
[0061]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0062]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
[0063]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。