一種針對除濕設備準確性檢測的裝置設計

陳炳貴，王海霞

(1,2福建電力職業技術學院，福建泉州，362008)

1 引言

隨著工業的快速發展， 電氣設備的應用已涉及到各個領域，電氣設備的應用環境千差萬別，對其可靠性的要求也隨之提升。濕度和溫度綜合形成的冷凝水是造成設備失效的的一個重要原因。當濕度超過80%以上時，電氣設備內部的金屬結構件會加速銹蝕，降低其機械強度，電氣元件的絕緣性能會大大降低，造成電氣設備爬電、閃絡和跳閘等事故，給企業生產和居民生活帶來不良影響[1,2,3]。

在電力設備中的封閉開關柜及各種配電箱中表現更為突出。為了解決濕度對電氣設備的影響，電氣設備內安裝自動除濕裝置，即當濕度達到濕度傳感器的設定值，啟動加熱裝置，進行除濕，當濕度達到規定值以下時，停止加熱。濕度傳感器的靈敏性和可靠性成為保證除濕裝置準確動作的關鍵課題[4,5]。

之前對電力設備中的濕度檢測單元的準確性測試不夠準確，一般通過吹氣或者放一杯開水放在溫濕度傳感器附近等方法來檢測濕度傳感器的準確性，這種方法在一定程度上也可以使用，但存在隨意性和表面性，其準確性及便捷性太低。基于以上存在的問題，文章致力于設計一種裝置對濕度檢測單元的準確性進行不定期測試，降低設備運行隱患。

2 裝置的結構原理

裝置的主要功能是測試濕度檢測單元的可靠性和準確性，為了實現此功能，裝置可以隨時制造出不同濕度的標準恒定濕度的空氣，并且裝置可以準確的顯示制造出來的空氣的濕度。為了實現以上功能，裝置主要由超聲波換能器、霧化汽體傳送管道、漏斗型橡皮罩、標準的濕度傳感器、濕度顯示模塊、濕度智能調節模塊組成。如圖1所示。

2.1 裝置主要組部件的作用

(1)濕度傳感器：檢測裝置漏斗型橡皮罩處空氣濕度。

(2)超聲波換能器：超聲波換能器一般為壓電陶瓷元件，能將超聲波信號轉換為超聲機械振動，進而產生高頻諧振，當水吸收了這部分能量后，產生隆起，并在隆起的周圍發生空化作用，從而產生沖波，沖波在換能器的作用下，以換能器的頻率不斷反復振動，產生有限振幅的表面張力波，這種波的波動飛散使水霧化[6]。

(3)濕度指示：顯示漏斗型橡皮罩處空氣濕度。

(4)控水閥：調節水箱中水向下流的流量，主要通過水位控制傳感器來控制閥門的啟閉及流量。

(5)霧量調節旋鈕：通過調節超聲波換能器的參數，調節超聲波換能器產生霧量的大小。

2.2 標準濕度控制制造

水箱中儲存一定量的水，通過控水閥流入下部結構的凹槽中，控水閥通過水位控制器來實現啟閉。凹槽中部安裝一只超聲波換能器，當凹槽中的水位沒過超聲波換能器時，水位控制器關閉控水閥，完成加水過程。

打開電源開關，超聲波換能器開始工作，將凹槽中的水霧化為1微米到5微米的超微粒子，通過汽管裝置，將水分子擴散到漏斗型橡皮罩中，在控制模塊設置所需標準的空氣濕度，當漏斗型橡皮罩出口處達到這一濕度的時，濕度傳感器將信號反饋給控制模塊，超聲波轉換器候停止工作，不再產生氣體，反之繼續產生氣體，直至達到動態平衡。氣體產生的速度可以通過物量調節旋鈕來控制。這樣就完成了標準恒定濕度空氣的產生過程，裝置通過濕度指示器實時顯示當前濕度的值。

圖1 裝置的結構示意圖

2.3 檢測濕度單元

用這些標準濕度的空氣來測試裝在設備中的濕度檢測單元，通過濕度顯示單元上的顯示數值與測試工具上的顯示的數值進行對比來確定設備上濕度檢測單元的好壞與準確度。

3 裝置的控制原理

裝置的控制原理框圖如圖2所示。它主要由電源、單片機、濕度智能調節模塊、超聲波換能器、標準空氣、濕度傳感器、數碼顯示管組成。單片機發出濕度要求指令，濕度智能調節模塊接受指令進行參數的計算并輸出指令至超聲波換能器，超聲波換能器根據指令給定的參數開始工作制造指定濕度的標準空氣，濕度傳感器檢測當前標準空氣的濕度，并將信號反饋給單片機，進行實時顯示和糾偏至數碼顯示管顯示指定濕度為止，完成閉環控制。

圖2 裝置的控制原理框圖

4 結束語

當前電子技術、傳感器技術、計算機通信技術、新材料技術等得到了高速發展，并得到了廣泛應用，其中也廣泛應用在電氣設備的除濕技術上，因此，有大量的研究致力于如何提高電氣設備的除濕技術，并得到了突破，無論是那種除濕技術，無外乎是檢測濕度，進行加熱直至達到要求。但暫無針對除濕技術準確性可靠性的檢測的研究，文章填補了研究領域的空白，設計了一種檢測除濕設備準確性的裝置，該裝置簡單可行，即可以制作為便攜式裝置，也可以與在線檢測技術相結合制作成為在線檢測裝置，在電力系統的除濕領域有廣泛的發展前景。