油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的制作方法

1.本实用新型属于电力设备技术领域，具体涉及一种油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪。


背景技术：

2.充油式电气设备所使用的绝缘油主要是由碳氢化合物组成，而油中绝缘的成分主要是碳水化合物。在电或热故障的作用下，它们会分解产生h2和低分子烃类气体，如ch4、c2h6、c2h4、c2h2，当涉及固体绝缘时，除产生上述气体外，还产生大量的co和co2。由于这些气体有助于判断充油电气设备的内部故障，因此，也被称为特征气体。对充油式电气设备进行绝缘油色谱分析是判断设备是否发生内部故障的主要技术手段之一，绝缘油色谱分析是将绝缘油中溶解的特征气体析出，然后取1ml气样注入色谱分析仪中分析气体含量，以判断绝缘油样中特征气体浓度。而故障电气设备内部的绝缘油样中往往出现部分特征气体浓度偏高，使得气体含量超过色谱分析仪的量程，导致特征气体含量峰型无法完全显示，得出的数值远远低于绝缘油样中特征气体的实际含量，进而无法准确判断电气设备的故障状态。
3.现有的油化分析行业中，普遍采用标准油样按设定比例稀释待检测绝缘油样的方法。该方法主要是将两种油样充分混合，以降低待检测绝缘油样中的特征气体浓度，使其不超过色谱分析仪的检测量程。但是上述操作中的标准油样量取、待测绝缘油样量取以及两种油样稀释混合均由人工进行，存在相当大的人为误差，而且无法准确得到待测绝缘油样中各特征气体组分浓度，误导检测结果。不仅耗费了大量人力，还降低了检测效率。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、油样比例控制精准、油样混合稀释效率高且智能化程度高的油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪，包括：外壳，所述外壳内部设有混油组件、驱动组件、阀门组件和控制组件，所述外壳顶部设有储油组件；所述混油组件用于实现标准油样与待稀释绝缘油样混合稀释，所述储油组件用于存储标准油样、待稀释绝缘油样和稀释后绝缘油样，所述控制组件用于控制驱动组件和阀门组件的启闭；所述混油组件与储油组件通过阀门组件连通，且混油组件与驱动组件的输出端连接，在驱动组件的驱动下，混油组件将储油组件内的标准油样和待稀释绝缘油样吸入混油组件内，并进行反复混合后得到稀释后绝缘油样，所述稀释后绝缘油样存入储油组件中，用于油色谱分析。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述混油组件包括相互连通的一号油缸和二号油缸，所述一号油缸上设有一号活塞组件和一号出入口，所述一号活塞组件与驱动组件的输出端连接，所述一号出入口与储油组件连接；在驱动组件的驱动下，一号活塞组件进行直线式往复运动，将储油组件内的标准油样和待稀释绝缘油样通过一号出入口吸入一号油缸
内，并在一号油缸与二号油缸之间进行反复混合后得到稀释后绝缘油样，所述稀释后绝缘油样存入储油组件中，用于油色谱分析。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述储油组件包括一号储油器、二号储油器和三号储油器，所述一号储油器用于存储标准油样，所述二号储油器用于存储待稀释绝缘油样，所述三号储油器用于存储稀释后绝缘油样。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述阀门组件包括一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门和五号阀门，所述一号储油器与一号出入口之间设有一号阀门，所述二号储油器与一号出入口之间设有二号阀门，所述三号储油器与一号出入口之间设有三号阀门，所述四号阀门与一号出入口连接，用于实现混油组件清洗排空，所述一号油缸与二号油缸之间设有五号阀门。
10.作为本实用新型的进一步改进，还包括位移传感器，所述位移传感器用于监测一号活塞组件的位移量，以实现一号油缸内的油样量监测。
11.作为本实用新型的进一步改进，还包括连接座，所述连接座用于固定连接一号油缸与驱动组件。
12.作为本实用新型的进一步改进，还包括散热组件，所述散热组件用于实现自动稀释仪内部与外界进行热交换。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述外壳侧部设有控制面板，所述控制面板与控制组件电连接，所述控制面板用于设置自动稀释仪的运行参数。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述驱动组件为贯穿式步进电机或伺服电机。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述一号储油器、二号储油器和三号储油器均为注射器；所述一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门和五号阀门均为电磁阀。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.1、本实用新型的油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪，通过将混油组件分别与驱动组件和储油组件连接，在混油组件与储油组件之间设置阀门组件，并通过控制组件对驱动组件和阀门组件进行控制，具有结构紧凑、自动化程度高的优点。在驱动组件的驱动下，混油组件将储油组件内的标准油样和待稀释绝缘油样吸入混油组件内，并进行反复混合后得到稀释后绝缘油样，稀释后绝缘油样存入储油组件中，不仅精确控制了油样体积，而且实现了油样注入、油样混合和油样排放的自动化，减少人为误差的同时也大幅度节省了人力，提高了检测效率。
18.2、本实用新型的油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪，通过设置相互连通的一号油缸和二号油缸，一号油缸的活塞组件与驱动组件的输出端连接，并且设置了位移传感器来实时监测活塞组件的位移量，以监测一号油缸内的油样量变化，大大提高了油样体积控制的精准度，提高了油色谱分析结果的准确度。在驱动组件的驱动下，一号活塞组件进行直线式往复运动，将标准油样与待稀释绝缘油样组成的混合油样在一号油缸与二号油缸之间反复交替，实现了油样自动均匀混合，大大提高了油样混合稀释的效率。与此同时，自动稀释仪还具有自动清洗的功能，既节省了人力劳动，又避免了不同油样之间相互污染，提高了油色谱分析结果的准确度。
附图说明
19.图1为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的立体结构原理示意图。
20.图2为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的内部结构原理示意图。
21.图3为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的内部结构俯视原理示意图。
22.图4为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的控制原理示意图之一。
23.图5为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的控制原理示意图之二。
24.图6为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的控制原理示意图之三。
25.图7为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的控制原理示意图之四。
26.图8为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的控制原理示意图之五。
27.图9为本实用新型油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪的控制原理示意图之六。
28.图例说明：1、一号油缸；101、一号活塞组件；102、一号出入口；2、二号油缸；201、二号活塞组件；202、二号出入口；3、驱动组件；4、阀门组件；41、一号阀门；42、二号阀门；43、三号阀门；44、四号阀门；45、五号阀门；5、储油组件；51、一号储油器；52、二号储油器；53、三号储油器；6、位移传感器；7、连接座；8、散热组件；9、控制组件；10、外壳；11、顶板；12、安装底板；13、控制面板。
具体实施方式
29.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
30.实施例1
31.如图1至图4所示，本实用新型的油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪，包括：外壳10，外壳10内部设有安装底板12，混油组件、驱动组件3、阀门组件4和控制组件9均设置在安装底板12上，外壳10顶部设有顶板11，储油组件5设置在顶板11上。混油组件用于实现标准油样与待稀释绝缘油样混合稀释。储油组件5用于存储标准油样、待稀释绝缘油样和稀释后绝缘油样，标准油样是指不含任何特征气体的、与充油电气设备中的绝缘油同型号油样，待稀释绝缘油样是指从充油电气设备中抽取的绝缘油样。在外壳10侧部设有控制面板13，控制面板13与控制组件9电连接，控制面板13用于设置自动稀释仪的运行参数。控制组件9用于控制驱动组件3和阀门组件4的启闭，以实现混油组件内进油、混合油和排油的自动化。混油组件与储油组件5通过阀门组件4连通，且混油组件与驱动组件3的输出端连接，在驱动组件3的驱动下，混油组件将储油组件5内的标准油样和待稀释绝缘油样吸入混油组件内，并进行反复混合后得到稀释后绝缘油样，稀释后绝缘油样存入储油组件5中，用于油色谱分析。可以理解，本实施例中，驱动组件3具体可以采用贯穿使步进电机，具有传动稳定，控制精准的优点。在其他实施例中，驱动组件3也可以采用其他形式的驱动件，如气缸、伺服电机等，只要能够实现混油组件精准控制进油量和排油量、实现油样稳定均匀混合即可。
32.本实施例中，通过将混油组件分别与驱动组件3和储油组件5连接，在混油组件与储油组件5之间设置阀门组件4，并通过控制组件9对驱动组件3和阀门组件4进行控制，具有结构紧凑、自动化程度高的优点。在驱动组件3的驱动下，混油组件将储油组件5内的标准油样和待稀释绝缘油样吸入混油组件内，并进行反复混合后得到稀释后绝缘油样，稀释后绝
缘油样存入储油组件中，不仅精确控制了油样体积，而且实现了油样注入、油样混合和油样排放的自动化，减少人为误差的同时也大幅度节省了人力，提高了检测效率。
33.本实施例中，混油组件包括相互连通的一号油缸1和二号油缸2，一号油缸1和二号油缸2的最大容积为120ml。一号油缸1上设有一号活塞组件101和一号出入口102，二号油缸2上设有二号活塞组件201和二号出入口102，二号活塞202不与驱动组件3连接，二号活塞202的位移量受限于二号油缸2内油样量多少，二号出入口102作为备用出入口。一号活塞组件101与驱动组件3的输出端连接，一号出入口102与储油组件5连接。在驱动组件3的驱动下，一号活塞组件101进行直线式往复运动，将储油组件5内的标准油样和待稀释绝缘油样通过一号出入口102吸入一号油缸1内，并在一号油缸1与二号油缸2之间进行反复混合后得到稀释后绝缘油样，稀释后绝缘油样存入储油组件5中，用于油色谱分析。可以理解，稀释后绝缘油样也可以暂存在一号油缸1内，需要进行油色谱分析试验时，再将稀释后绝缘油样存入储油组件5中，以便于试验分析。在其他实施例中，一号油缸1和二号油缸2还可以是其他形式的可变容积的耐油容器，一号油缸1和二号油缸2的最大容积也可以根据实际运用需求进行调整，标准油样与待稀释绝缘油样也可以采用搅拌或是振荡的方式实现混合。
34.本实施例中，储油组件5包括一号储油器51、二号储油器52和三号储油器53，一号储油器51用于存储标准油样，二号储油器52用于存储待稀释绝缘油样，三号储油器53用于存储稀释后绝缘油样。可以理解，本实施例中，一号储油器51、二号储油器52和三号储油器53均采用注射器的形式，注射器的最大容积为100ml，具有取样方便，而且便于读取油样的体积的优点，同时注射器还具有一定密封性，避免油样泄漏。可以理解，在其他实施例中，一号储油器51、二号储油器52和三号储油器53还可以是其他形式的可变容积的耐油容器，储油器的容积也可以根据实际运用需求进行调整。
35.本实施例中，阀门组件4包括一号阀门41、二号阀门42、三号阀门43、四号阀门44和五号阀门45。一号储油器51与一号出入口102之间设有一号阀门41，通过控制一号阀门41的启闭以实现标准油样注入到一号油缸1中。二号储油器52与一号出入口102之间设有二号阀门42，通过控制二号阀门42的启闭以实现待稀释绝缘油样注入到一号油缸1中。三号储油器53与一号出入口102之间设有三号阀门43，通过控制三号阀门43的启闭以实现稀释后绝缘油样注入三号储油器53中。四号阀门44与一号出入口102连接，通过控制四号阀门44的启闭以排出一号油缸1内多余的油样，用于实现混油组件清洗排空。一号油缸1与二号油缸2之间设有五号阀门45，用于实现混合油样在两个油缸之间交替混合。可以理解，本实施例中，一号阀门41、二号阀门42、三号阀门43、四号阀门44和五号阀门45均才有电磁阀，以提高控制的精准度。在其他实施例中，阀门组件也可以采用其他可控或非可控的阀门，只要能够实现进油和排油的精准控制即可。
36.本实施例中，还包括位移传感器6，位移传感器6设置在一号油缸1侧部，用于监测一号活塞组件101的位移量，以实现一号油缸1内的油样量监测，提高油样体积控制的精准度。
37.本实施例中，通过设置相互连通的一号油缸1和二号油缸2，一号油缸1的活塞组件与驱动组件3的输出端连接，并且设置了位移传感器6来实时监测活塞组件的位移量，以监测一号油缸1内的油样量变化，大大提高了油样体积控制的精准度，提高了油色谱分析结果的准确度。在驱动组件3的驱动下，一号活塞组件101进行直线式往复运动，将标准油样与待
稀释绝缘油样组成的混合油样在一号油缸1与二号油缸2之间反复交替，实现了油样自动均匀混合，大大提高了油样混合稀释的效率。与此同时，自动稀释仪还具有自动清洗的功能，既节省了人力劳动，又避免了不同油样之间相互污染，提高了油色谱分析结果的准确度。
38.本实施例中，还包括连接座7，连接座7用于固定连接一号油缸1与驱动组件3。通过连接座7的连接作用，提高一号油缸1与驱动组件3之间的连接稳定性，以提高传动的稳定性，提高一号油缸1进油和排油的控制精准度。
39.本实施例中，还包括散热组件8，散热组件8用于实现自动稀释仪内部与外界进行热交换，避免出现仪器内部过热的现象，以提高仪器的使用稳定性和寿命。
40.实施例2
41.本实用新型的油色谱分析用绝缘油样稀释方法，基于上述的油色谱分析用绝缘油样自动稀释仪实现，包括以下步骤：
42.s1、在一号储油器51注入100ml标准油样，在二号储油器52中注入20ml待稀释绝缘油样，分别将一号储油器51、二号储油器52和三号储油器53连接在一号阀门41、二号阀门42和三号阀门43前端。具体控制原理如图5所示。
43.s2、在控制面板13上设置自动稀释仪的运行参数，待稀释绝缘油样的注入量为20ml，稀释比例为5∶1，即标准油样为100ml，混合次数为50次，静置时间为30min，稀释后绝缘油样的抽取量为60ml。可以理解，自动稀释仪的运行参数可以根据实际的需求进行灵活调整。
44.s3、启动仪器，控制组件9控制二号阀门42开启，驱动组件3正向转动，以带动一号活塞组件101外移，利用一号油缸1内部形成的负压将二号储油器52内的待稀释绝缘油样吸入一号油缸1内，同时利用位移传感器6监测一号活塞组件101的位移量，以监测一号油缸1内的待稀释绝缘油样的注入量，达到预设的20ml注入量后，控制组件9控制二号阀门42关闭，驱动组件3暂停转动。具体控制原理如图6所示。
45.s4、控制组件9控制一号阀门41开启，驱动组件3继续带动一号活塞组件101外移，利用一号油缸1内部形成的负压将一号储油器51内的标准油样吸入一号油缸1内，同时利用位移传感器6监测一号活塞组件101的位移量，以监测一号油缸1内的标准油样的注入量，达到预设的5∶1稀释比例后，即标准油样的注入量达到100ml时，控制组件9控制一号阀门41关闭，驱动组件3停止转动。具体控制原理如图7所示。
46.s5、控制组件9控制五号阀门5开启，驱动组件3反向转动，以带动一号活塞组件101内移，将一号油缸1内的混合油样通过五号阀门45压入二号油缸2中，同时利用位移传感器6监测一号活塞组件101的位移量，达到预设的位移量后，即一号油缸1内的混合油样全部进入二号油缸2中，驱动组件3正向转动，以带动一号活塞组件101外移，将二号油缸2内的混合油样通过五号阀门45吸入一号油缸1中，如此反复循环以实现油样混合稀释。具体控制原理如图8所示。
47.s6、达到预设的循环50次数后，驱动组件3停止转动，混合油样在一号油缸1中静置30min，得到稀释后绝缘油样。为提高静置效果，在其他实施例中，也可以将混合油样在一号油缸1中静置60min。
48.s7、控制组件9控制三号阀门43开启，通过驱动组件3将一号油缸1中的稀释后绝缘油样注入三号储油器53中，同时利用位移传感器6监测一号活塞组件101的位移量，以监测
一号油缸1内的稀释后绝缘油样的输出量，达到预设的60ml抽取量后，关闭驱动组件3和三号阀门43，三号储油器53中的稀释后绝缘油样用于油色谱分析。具体控制原理如图9所示。可以理解，稀释后绝缘油样也可以暂存在一号油缸1中，需要进行油色谱分析时，再将稀释后绝缘油样注入三号储油器53中。
49.进一步地，本实施例中，还包括以下清洗步骤：
50.s8、在控制面板13上设置一号油缸1和二号油缸2的清洗次数为30次，以及一号油缸1内标准油样的注入量为100ml；开启四号阀门44，通过驱动组件3带动一号活塞组件101内移，将一号油缸1排空，关闭四号阀门44。可以理解，自动稀释仪的清洗运行参数可以根据实际的需求进行灵活调整。
51.s9、在一号储油器51内注入100ml标准油样，将一号储油器51与一号阀门41前端连接；开启一号阀门41，驱动组件3带动一号活塞组件101外移，利用一号油缸1内部形成的负压将一号储油器51内的标准油样吸入一号油缸1内，同时利用位移传感器6监测一号活塞组件101的位移量，以监测一号油缸1内的标准油样的注入量，达到预设的100ml注入量后，关闭一号阀门41。
52.s10、开启五号阀门5，驱动组件3反向转动，以带动一号活塞组件101内移，将一号油缸1内的标准油样通过五号阀门45压入二号油缸2中，同时利用位移传感器6监测一号活塞组件101的位移量，达到预设的位移量后，驱动组件3正向转动，以带动一号活塞组件101外移，将二号油缸2内的标准油样通过五号阀门45吸入一号油缸1中，如此反复循环以实现一号油缸1和二号油缸2清洗；达到预设的30次后，开启四号阀门44，通过驱动组件3带动一号活塞组件101内移，将一号油缸1中的清洗油样排出后关闭四号阀门44。
53.s11、将步骤s9和s10重复3次，完成一号油缸1和二号油缸2清洗。可以理解，在其他实施例中，也可以将步骤s9和s10的重复次数设置为4次或者5次，只要能够实现一号油缸1和二号油缸2的清洗，避免影响后续油样稀释即可。
54.本实施例中，通过在控制面板13上设定自动稀释仪运行的相关参数，在程序控制下，待稀释绝缘油样和标准油样按预设顺序注入一号油缸1中，并在一号油缸1与二号油缸2之间进行交替混合，稀释后绝缘油样自动存入三号储油器53中，以备油色谱分析试验用，操作简便易实现，完成了绝缘油样的自动稀释，大幅度降低了人工操作带来的误差，增加了油色谱分析结果的可信度，提高了充油式电气设备故障检测工作的效率。稀释后绝缘油样取用完毕后，还可以进行仪器自动清洗操作，节约了人力劳动，也提高了仪器的清洁度，避免了不同油样之间相互污染而影响油色谱分析的结果。
55.虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。