一种针对除湿设备准确性检测的装置设计

陈炳贵，王海霞

(1,2福建电力职业技术学院，福建泉州，362008)

1 引言

随着工业的快速发展， 电气设备的应用已涉及到各个领域，电气设备的应用环境千差万别，对其可靠性的要求也随之提升。湿度和温度综合形成的冷凝水是造成设备失效的的一个重要原因。当湿度超过80%以上时，电气设备内部的金属结构件会加速锈蚀，降低其机械强度，电气元件的绝缘性能会大大降低，造成电气设备爬电、闪络和跳闸等事故，给企业生产和居民生活带来不良影响[1,2,3]。

在电力设备中的封闭开关柜及各种配电箱中表现更为突出。为了解决湿度对电气设备的影响，电气设备内安装自动除湿装置，即当湿度达到湿度传感器的设定值，启动加热装置，进行除湿，当湿度达到规定值以下时，停止加热。湿度传感器的灵敏性和可靠性成为保证除湿装置准确动作的关键课题[4,5]。

之前对电力设备中的湿度检测单元的准确性测试不够准确，一般通过吹气或者放一杯开水放在温湿度传感器附近等方法来检测湿度传感器的准确性，这种方法在一定程度上也可以使用，但存在随意性和表面性，其准确性及便捷性太低。基于以上存在的问题，文章致力于设计一种装置对湿度检测单元的准确性进行不定期测试，降低设备运行隐患。

2 装置的结构原理

装置的主要功能是测试湿度检测单元的可靠性和准确性，为了实现此功能，装置可以随时制造出不同湿度的标准恒定湿度的空气，并且装置可以准确的显示制造出来的空气的湿度。为了实现以上功能，装置主要由超声波换能器、雾化汽体传送管道、漏斗型橡皮罩、标准的湿度传感器、湿度显示模块、湿度智能调节模块组成。如图1所示。

2.1 装置主要组部件的作用

(1)湿度传感器：检测装置漏斗型橡皮罩处空气湿度。

(2)超声波换能器：超声波换能器一般为压电陶瓷元件，能将超声波信号转换为超声机械振动，进而产生高频谐振，当水吸收了这部分能量后，产生隆起，并在隆起的周围发生空化作用，从而产生冲波，冲波在换能器的作用下，以换能器的频率不断反复振动，产生有限振幅的表面张力波，这种波的波动飞散使水雾化[6]。

(3)湿度指示：显示漏斗型橡皮罩处空气湿度。

(4)控水阀：调节水箱中水向下流的流量，主要通过水位控制传感器来控制阀门的启闭及流量。

(5)雾量调节旋钮：通过调节超声波换能器的参数，调节超声波换能器产生雾量的大小。

2.2 标准湿度控制制造

水箱中储存一定量的水，通过控水阀流入下部结构的凹槽中，控水阀通过水位控制器来实现启闭。凹槽中部安装一只超声波换能器，当凹槽中的水位没过超声波换能器时，水位控制器关闭控水阀，完成加水过程。

打开电源开关，超声波换能器开始工作，将凹槽中的水雾化为1微米到5微米的超微粒子，通过汽管装置，将水分子扩散到漏斗型橡皮罩中，在控制模块设置所需标准的空气湿度，当漏斗型橡皮罩出口处达到这一湿度的时，湿度传感器将信号反馈给控制模块，超声波转换器候停止工作，不再产生气体，反之继续产生气体，直至达到动态平衡。气体产生的速度可以通过物量调节旋钮来控制。这样就完成了标准恒定湿度空气的产生过程，装置通过湿度指示器实时显示当前湿度的值。

图1 装置的结构示意图

2.3 检测湿度单元

用这些标准湿度的空气来测试装在设备中的湿度检测单元，通过湿度显示单元上的显示数值与测试工具上的显示的数值进行对比来确定设备上湿度检测单元的好坏与准确度。

3 装置的控制原理

装置的控制原理框图如图2所示。它主要由电源、单片机、湿度智能调节模块、超声波换能器、标准空气、湿度传感器、数码显示管组成。单片机发出湿度要求指令，湿度智能调节模块接受指令进行参数的计算并输出指令至超声波换能器，超声波换能器根据指令给定的参数开始工作制造指定湿度的标准空气，湿度传感器检测当前标准空气的湿度，并将信号反馈给单片机，进行实时显示和纠偏至数码显示管显示指定湿度为止，完成闭环控制。

图2 装置的控制原理框图

4 结束语

当前电子技术、传感器技术、计算机通信技术、新材料技术等得到了高速发展，并得到了广泛应用，其中也广泛应用在电气设备的除湿技术上，因此，有大量的研究致力于如何提高电气设备的除湿技术，并得到了突破，无论是那种除湿技术，无外乎是检测湿度，进行加热直至达到要求。但暂无针对除湿技术准确性可靠性的检测的研究，文章填补了研究领域的空白，设计了一种检测除湿设备准确性的装置，该装置简单可行，即可以制作为便携式装置，也可以与在线检测技术相结合制作成为在线检测装置，在电力系统的除湿领域有广泛的发展前景。