[发明专利]一种用于电力变压器绝缘状态监测的湿度传感系统

权利要求书

1.一种电力变压器绝缘状态监测的湿度传感系统，包括变压器油箱、油气分离膜、渗透气体引出室、湿度传感元件、电容-电压转换电路、微处理器、无线通讯模块、声光报警器，其特征在于该湿度传感元件采用纳米氧化锌修饰氧化石墨烯复合膜作为湿敏传感薄膜，沉积在具有回形叉指电极的陶瓷衬底上；该湿度传感元件置于变压器油中渗透气体引出室中，通过检测湿敏薄膜的电容变化实现变压器油环境的湿度检测，根据相应的湿度变化判断电力变压器绝缘状态，并做出预警。

2.根据权利要求1所述的湿度传感系统，其特征在于：所述湿度传感元件的湿敏传感薄膜厚度为0.5-0.7微米，是纳米氧化锌和氧化石墨烯构成的层状交替的纳米薄膜。

3.根据权利要求1所述的湿度传感系统，其特征在于：所述湿度传感元件的陶瓷衬底厚度为130微米，其上制作有回形叉指电极图案和电极焊盘。

4.根据权利要求1所述的湿度传感系统，其特征在于：所述湿度传感元件的回形叉指电极是铜镍复合电极，由第一电极和第二电极构成，电极间距为25微米，厚度为15微米。

5.根据权利要求1所述的湿度传感系统，其特征在于：所述湿度传感元件与电容-电压转换电路、ATmega128微处理器、声光报警器、HC-12无线通讯模块、计算机相连，具有数据采集、存储、显示，声光报警功能，将监测数据传送给上位机及无线远程传输。

6.根据权利要求1所述的湿度传感系统，其特征在于：所述湿敏传感元件的湿敏传感薄膜的制备包括以下步骤：

(1)配置3mg/mL浓度的纳米氧化锌溶液和10mg/mL浓度的聚二烯丙基二甲基氯化铵共混溶液，配制0.4mg/mL浓度的氧化石墨烯分散液，分别在30kHz超声波下振荡处理40分钟；

(2)在上述纳米氧化锌-聚二烯丙基二甲基氯化铵共混溶液中浸泡上述具有回形叉指电极的陶瓷衬底25分钟，取出，去离子水清洗，氮气吹干；

(3)在氧化石墨烯溶液中浸泡上述具有回形叉指电极的陶瓷衬底25分钟，取出，去离子水清洗，氮气吹干；

(4)重复循环步骤(2)和(3)各4次，最后将制备的器件放入真空干燥箱80℃处理3.5小时，得到覆盖有纳米氧化锌修饰氧化石墨烯复合膜的湿敏传感元件。