中環(huán)境因素、人為因素以及硬件產(chǎn)品質(zhì)量因素導 致的測量誤差，通過固化超聲波測量參數(shù)并引入補償參數(shù)，使得測量結(jié)果更加準確。
【附圖說明】
[0051] 圖1為本發(fā)明六氟化硫氣體濃度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖2為本發(fā)明SF6監(jiān)控裝置控制面板示意圖；
[0053] 圖3是本發(fā)明六氟化硫和氧氣濃度檢測模塊級聯(lián)示意圖；
[0054] 圖4為本發(fā)明超聲波發(fā)出電路；
[0055] 圖5為本發(fā)明超聲波接收電路；
[0056] 圖6為本發(fā)明氧氣濃度檢測電路；
[0057] 圖7為本發(fā)明濕度檢測電路；
[0058] 圖8為本發(fā)明溫度檢測電路。
[0059] 圖9為本發(fā)明六氟化硫氣體濃度檢測方法流程圖；
[0060] 圖10為本發(fā)明超聲波誤差計算流程圖。
[0061] 其中，I. SF6監(jiān)控裝置，2. SF 6和0 2濃度檢測模塊。
【具體實施方式】
[0062] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0063] -種六氟化硫氣體濃度監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，包括=SF6I控裝置1、電源轉(zhuǎn)換模 塊、若干SFjP 0 2濃度檢測模塊2以及風機控制模塊；SF 6監(jiān)控裝置1通過RS485通訊總線 分別與SF#P 0 2濃度檢測模塊2和風機控制模塊連接；電源轉(zhuǎn)換模塊通過電源總線分別與 SFjP 0 2濃度檢測模塊2和風機控制模塊連接，SF 6監(jiān)控裝置1上設(shè)有控制面板，SF 6監(jiān)控裝 置1通過RS485/RS232通訊接口分別與上位機和條形顯示屏連接，可將SF6濃度和0 2濃度 通過LED條形顯示屏顯示出來。SFfJ^控裝置1為2路開入，4路開出。
[0064] SF6i控裝置1包括：微控制器以及與微控制器連接的語音模塊、紅外探測器、報 警模塊以及通訊接口；紅外探測器檢測到人員經(jīng)過時，啟動語音模塊進行語音提示SF6、O2 濃度是否正常。當SF6、O2濃度超過設(shè)定范圍時，報警模塊發(fā)出報警信號；SF6監(jiān)控裝置的 控制面板上分別設(shè)有顯示屏、指示燈、操作按鍵、風機強制啟動按鍵以及喇叭，如圖2所示。 SF6監(jiān)控裝置包括兩個24V驅(qū)動的公用開入量以及具有報警信號驅(qū)動開出和三個風機控制 的開出量。裝置設(shè)有" + "確認""取消""上""下""左""右""強制通風"共九個按 鍵，設(shè)有"運行""報警""正在通風"共三個指示燈。
[0065] SFfJ^控裝置1具有四個通信接口，分別如下：
[0066]
[0067] 當02或SF6超過報警值時，產(chǎn)生報警信息，并記錄、上傳；根據(jù)配置可根據(jù)氣體濃 度值啟動風機。記錄風機啟動時間及停止時間；設(shè)置風機強制啟動按鍵，可認為主動控制 風機啟動；設(shè)有紅外檢測模塊和語音模塊，當人員經(jīng)過時，啟動語音提示；外部配置開關(guān)電 源，可同時給監(jiān)控裝置及氣體檢測模塊供電；能夠存儲80條歷史報警記錄。
[0068] SFjP 0 2濃度檢測模塊2包括：單片機、超聲波檢測電路、氧氣檢測電路、濕度檢測 電路、溫度檢測電路和通信模塊；超聲波檢測電路、氧氣檢測電路、濕度檢測電路、溫度檢測 電路和通信模塊分別與單片機連接；通信模塊為RS485接口，通過通訊總線與SF 6I控裝置 1連接。
[0069] 超聲波檢測電路包括：超聲波發(fā)出電路和超聲波接收電路；在超聲波發(fā)出電路和 超聲波接收電路的超聲波探頭之間用帶有進氣孔的管狀通道連接，穩(wěn)定聲波的傳播。
[0070] 所述超聲波發(fā)出電路和超聲波接收電路分別與單片機連接；單片機發(fā)出固定頻率 脈沖，由超聲波發(fā)出電路轉(zhuǎn)換成超聲波，超聲波經(jīng)過檢測介質(zhì)被超聲波接收電路檢測到，并 轉(zhuǎn)換成脈沖信號傳給單片機。
[0071] 如圖4所示，超聲波發(fā)出電路包括：
[0072] 放大器Ul的輸入端與單片機連接，放大器Ul的輸出端分別接入放大器U2、放大 器U3和放大器U4的輸入端，所述放大器U2和放大器U3的輸出端連接，放大器U2的輸出 端串聯(lián)電阻Rl后接+5V電源；放大器U4依次串接放大器U6和電阻R2后接+5V電源；放大 器U5并接在放大器U6的兩端；在所述放大器U2和放大器U6的輸出端之間串聯(lián)連接超聲 波探頭LSl和電容C2。
[0073] 如圖5所示，超聲波接收電路包括：
[0074] 超聲波探頭LS2依次串聯(lián)連接電容C6、放大器U13、放大器U14后接入單片機；電 阻R12 -端接+5V電源、另一端接在電容C6和放大器U13之間；電阻R15 -端接在電容 C6和放大器U13之間、另一端接地；放大器U13的反相輸入端和輸出端之間串聯(lián)連接電阻 R37 ;放大器U14的反向輸入端分別連接電阻R8和電阻R10,放大器U14的輸出端接入單片 機性能8位（含）以上單片機，如8051、ATMEGA系列、TMS370系列、RS08系列、SST89系列 STM32系列等。
[0075] 超聲波探頭LSl和LS2采用TCT40系列傳感器。
[0076] 溫度測量采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，濕度測量采用濕度傳感器。
[0077] 如圖3所示，若干SFjP 0 2濃度檢測模塊之間通過級聯(lián)的方式進行通訊總線連接 以及電源總線連接，節(jié)省線材用料。
[0078] 如圖6所示，氧氣檢測電路包括氧電池+信號放大電路，具體電路結(jié)構(gòu)為：
[0079] 氣體傳感器LS3、放大器U11B、電阻R29、放大器UllA依次串聯(lián)連接，放大器UllA 的輸出端與單片機連接；電阻R33和電容C21的并聯(lián)回路串接在氣體傳感器LS3和放大器 UlIB之間，電阻R36和電容C22的并聯(lián)回路串接在放大器UlIA的輸出端，放大器UlIA的反 向輸入端經(jīng)過電阻R35接地，電阻R32串接在放大器UllA的反向輸入端和輸出端之間。
[0080] 氣體傳感器LS3采用氧電池如KE-25，KE-50，MAX-250等。
[0081] 如圖7和圖8所示，濕度檢測電路主要采用DHTll數(shù)字溫濕度傳感器與單片機連 接，溫度檢測電路主要采用DS18B20傳感器與單片機連接。
[0082] 基于超聲波檢測的六氟化硫氣體濃度檢測方法，如圖9-10所示，包括以下步驟：
[0083] (1)首先進行超聲波誤差計算實驗，考慮超聲波誤差計算過程中丟失ig號波的個 數(shù)n，計算實際超聲波聲程L及實際誤差％參數(shù)；具體方法為：
[0084] 1)產(chǎn)生方波，開始計時；
[0085] 2)超聲波接收裝置接收到超聲波信號時，結(jié)束計時，停止方波產(chǎn)生；
[0086] 3)讀取計時時間tx以及當前環(huán)境溫度T，計算當前溫度下空氣中聲速C，并保存；
[0087] 4)測量聲程L1，測量硬件電路誤差U以及軟件誤差t
[0088] 5)根據(jù)聲程、測量時間、聲速及誤差關(guān)系公式：
[0094] 根據(jù)上述公式，等式左邊為η個超聲波的傳輸時間加上超聲波探頭誤差時間te3， 因為0彡t e3< T ，因此根據(jù)等式右邊的已知量能夠同時得到超聲波探頭誤差時間te3和 丟失聲波個數(shù)η。
[0095] 確定丟失聲波個數(shù)η，并保存此值；
[0096] 其中，L1為測量聲程，C為當前溫度下聲速，t為測量時間，t 總誤差，t &為超聲 波探頭誤差時間，Tsf6為超聲波頻率的周期時間；
[0097] 6)讀取計時時間L以及當前環(huán)境溫度T i，并保存；
[0098] 7)改變環(huán)境溫度，重新讀取計時時間t2以及當前環(huán)境溫度T 2，并保存；
[0099] 8)根據(jù)聲程、測量時間、聲速及誤差關(guān)系公式：
[0100]
[0101] 最終得到超聲波實際聲程L及實際誤