[发明专利]一种便携式可更换接口GIS补气装置及其设计方法

权利要求书

1.一种便携式可更换接口GIS补气装置的设计方法，其特征在于，包括补气阀部分、连接管部分和收纳部分，所述补气阀部分包括阀头本体和补气速率显示装置，所述阀头本体上设置有螺纹连接段，所述补气速率显示装置中设置有涡街式流量传感器和基于ARM的控制系统，所述涡街式流量传感器与基于ARM的控制系统连接，所述连接管部分包括耐高压柔性连接管，所述阀头本体与耐高压柔性连接管之间螺纹连接，所述涡街式流量传感器置于耐高压柔性连接管中或阀头本体中；所述收纳部分包括补气阀收纳箱和连接管收纳盘，所述补气阀收纳箱为单层布置结构，所述补气阀收纳箱中设置有海绵垫，所述海绵垫上设置有多个容置槽，多个容置槽间隔布置，所述阀头本体包括阀头和连接头，海绵垫上设置的容置槽分上下两个区域，上面区域不同位置的容置槽与不同的阀头相适配，下面区域不同位置的容置槽与不同的连接头相适配，补气阀收纳箱中的阀头与连接头之间均可拆卸连接，所述补气阀收纳箱中设置有温湿度控制模块，所述连接管收纳盘为滚动式盘体结构，连接管收纳盘用于缠绕耐高压柔性连接管；还包括以下过程：首先，进行便携式可更换接口GIS补气装置总体方案的选择，比对单管多头式补气装置、单管单头式补气装置和组合头式补气装置这三种装置，通过试验分析比对补气阀定位时间和装置极限真空值，确定将便携式可更换接口GIS补气装置设置为单管单头式；然后，进行任务分解，将便携式可更换接口GIS补气装置分解为三部分，分别为补气阀部分、连接管部分和收纳部分，补气阀部分包括阀头本体的选择和补气速率显示装置的选择，其中，阀头本体分为结合方式选择、阀头材质选择和连接孔径选择，补气速率显示装置分为流量传感器选择、控制系统选择、通信单元选择、信号调理单元选择和误差补偿单元选择；连接管部分包括材质选择和长度选择；收纳部分包括补气阀收纳部分选择、连接管收纳部分选择和温湿度控制系统选择，其中，温湿度控制系统分为传感器选择、控制器选择和加热器选择；最后，通过组装试验得出实施方式。

2.如权利要求1所述的便携式可更换接口GIS补气装置的设计方法，其特征在于，结合方式选择为通过试验得出多种连接方式的泄压强度、连接耗时的数据，比对分析，确定结合方式；阀头材质选择为通过试验得出多种材质的氧化膜形成率、盐雾腐蚀率的数据，比对分析，确定阀头材质；连接孔径选择为通过设置补气效率和装置强度的综合优化目标，以孔径为待优化量，利用PSO人工智能算法进行迭代寻优。

3.如权利要求2所述的便携式可更换接口GIS补气装置的设计方法，其特征在于，试验分析结果得出实施方式主要为：设计铜质补气阀门，制作CAD图纸，按图纸制作铜质补气阀门；建立以连接孔径为优化对象的目标函数，利用智能优化算法，对连接孔径进行优化选择，按照优化结果定制连接管；确定涡街式流量传感器，安装到补气速率显示装置；确定并行通信单元，安装到补气速率显示装置；确定光电隔离式信号调理单元，安装到补气速率显示装置；用C语言编写曲线拟合法误差补偿程序，写进基于ARM控制系统；定制耐高压的可压缩式PU连接管规格；补气阀收纳部分选择为补气阀收纳箱，根据补气阀收纳箱的尺寸和铜质补气阀门的CAD图纸进行制作，将阀头本体放置于补气阀收纳箱中；连接管收纳部分选择为滚动盘，根据连接管的长度、外径确定滚动盘的尺寸；传感器选择为确定热敏电阻的型号，制作温湿度传感器；控制器选择为确定施密特触发器的型号，搭建温度控制电路，制作温湿度控制器，并与温湿度传感器连接在一起；加热器选择为确定加热片的型号，制作温湿度加热器，将温湿度加热器与温湿度控制器连接在一起。