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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112345405A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202011026499.5(22)申请日2020.09.25(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人尹旭坤邵晓鹏刘丽娴(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230代理人刘长春(51)Int.Cl.G01N9/00(2006.01)G01M3/24(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种六氟化硫气体密度监测装置及方法(57)摘要本发明实施例提供的一种六氟化硫气体密度监测装置及方法,利用音叉式石英晶振在不同频率的正弦信号振动,从产生电流信号,通过前置放大器、锁相放大器以及无线数据发送模块发出,然后利用音叉式石英晶振的品质因素Q值在不同的六氟化硫气体密度下的线性反应来实时监测电气设备中的六氟化硫气体泄漏。本发明提供的六氟化硫气体密度监测方法使用该六氟化硫气体密度监测装置,因此本发明实施例提供的一种六氟化硫气体密度监测装置及方法可以省去人工读表,节约成本,提高安全系数,提高对潜在性绝缘故障的检测能力。CN112345405ACN112345405A权利要求书1/2页1.一种六氟化硫气体密度监测装置,其特征在于,所述六氟化硫气体密度监测装置包括:信号发生器(1)、音叉式石英晶振(2)、前置放大器(3)、锁相放大器(4)以及无线数据发送模块(5),所述信号发生器(1)的正弦信号输出端连接所述音叉式石英晶振(2)的一端,所述信号发生器(1)的同步信号输出端与所述锁相放大器(4)的同步信号输入端相连,所述音叉式石英晶振(2)的另一端连接所述前置放大器(3)的负输入端,所述前置放大器(3)的正输入端接地,所述前置放大器(3)的输出端连接到所述锁相放大器(4)的信号输入端,所述锁相放大器(4)的输出端连接所述无线数据发送模块(5)的输入端,所述无线数据发送模块(5)与外部无线设备通信。2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体密度监测装置,其特征在于,在所述前置放大器(3)的输出端与负输入端跨接有电阻Rg。3.根据权利要求1所述的六氟化硫气体密度监测装置,其特征在于,所述外部无线设备包括:无线数据接收模块(6)以及终端设备(7),所述无线数据接收模块(6)的输出端与所述终端设备(7)的输入端相连。4.一种六氟化硫气体密度监测方法,其特征在于,使用权利要求1所述六氟化硫气体密度监测装置,所述六氟化硫气体密度监测方法包括:获取无线数据发送模块(5)发送的数据;基于所述数据,计算音叉式石英晶振(2)的品质因数Q;基于所述品质因数Q,确定六氟化硫气体的密度;其中,所述数据是信号发生器(1)按照预设的频率步长产生从初始频率至终止频率的正弦信号,传输给音叉式石英晶振(2),所述音叉式石英晶振(2)发生机械振动,产生电流信号传输给前置放大器(3),所述前置放大器(3)对所述电流信号放大后,输出电压信号至锁相放大器(4),所述锁相放大器(4)在调节所述电压信号后,输出与所述电压信号对应的数据给无线数据发送模块(5),所述无线数据发送模块(5)发送的数据;所述数据表示音叉式石英晶振(2)的共振特性。5.根据权利要求4所述的六氟化硫气体密度监测方法,其特征在于,所述信号发生器(1)按照预设的频率步长产生从初始频率至终止频率的正弦信号的包括:所述信号发生器(1)按照预设的频率步长,从初始频率开始递增产生正弦信号,直至终止频率,获得从初始频率至终止频率的各个正弦信号。6.根据权利要求5所述的六氟化硫气体密度监测方法,其特征在于,所述音叉式石英晶振发生机械振动,产生电流信号传输给前置放大器包括:所述音叉式石英晶振发生机械振动,产生与正弦信号对应的电流信号传输给前置放大器。7.根据权利要求4所述的六氟化硫气体密度监测方法,其特征在于,所述基于所述数据,计算音叉式石英晶振的品质因数Q的步骤包括:确定所述数据对应的电压信号;确定所述电压信号的最大频率;基于所述最大频率,计算音叉式石英晶振的品质因数Q;其中,最大频率是音叉式石英晶振与正弦信号产生共振的共振频率f0。8.根据权利要求7所述的六氟化硫气体密度监测方法,其特征在于,所述基于所述最大2CN112345405A权利要求书2/2页频率,计算音叉式石英晶振的品质因数Q包括:基于所述最大频率,使用品质因数Q计算公式计算音叉式石英晶振的品质因数Q;其中,所述品质因数Q计算公式为:Q=f0/ΔfΔf为电压信号幅值下降为最大值一半时的频率宽度。9.根据权利要求4所述的六氟化硫气体密度监测方法,其特征在于,所述基于所述品质因数Q,确定六氟化硫气体的密度包括:基于所述品质因数Q,使用线性公式