專利名稱：一種變送器故障診斷電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變送器故障診斷電路，另外，本發(fā)明還涉及一種變送器故障診斷方法。
背景技術(shù)：
傳感器在科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)中，特別是在信息技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)，現(xiàn)代制造等技術(shù)中，起著不可替代的作用，壓力傳感器是目前應(yīng)用數(shù)量最多的一種傳感器，廣泛應(yīng)用于石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域以及航空、航天等國(guó)防領(lǐng)域?，F(xiàn)在壓力變送器應(yīng)用越來(lái)越多，在實(shí)際工作中，壓力變送器由于受到各種環(huán)境因素的影響，就會(huì)發(fā)生損壞或者故障，導(dǎo)致無(wú)輸出或者信號(hào)不正常。一般情況下，壓力變送器壞了很難確定具體損壞的部分，損壞的部位有可能是傳感器芯體或者變送器處理模塊，難以快速定位故障所在，現(xiàn)在很多廠家在處理發(fā)生故障的壓力變送器的時(shí)候習(xí)慣將壓力變送器拆掉，按照常規(guī)的方法檢測(cè)，這樣檢查和維修比較麻煩，且耗費(fèi)時(shí)間和人力。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本發(fā)明提供一種變送器故障診斷電路。另外，本發(fā)明還提供一種變送器故障診斷方法。本發(fā)明提供的一種變送器故障診斷電路，包括傳感器，用于檢測(cè)物理量并形成檢測(cè)信號(hào)；信號(hào)處理模塊，用于接收所述傳感器的檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行處理后輸出；標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊，用于向所述信號(hào)處理模塊提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；切換開關(guān)，所述切換開關(guān)與所述傳感器和信號(hào)處理模塊連接，同時(shí)還與所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊和信號(hào)處理模塊連接；所述切換開關(guān)連接所述傳感器和信號(hào)處理模塊的同時(shí)斷開所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊和信號(hào)處理模塊；或所述切換開關(guān)斷開所述傳感器和信號(hào)處理模塊的同時(shí)連接所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊和信號(hào)處理模塊。優(yōu)選的，所述傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、或流量傳感器。優(yōu)選的，所述壓力傳感器為差分式壓力傳感器，所述切換開關(guān)為雙刀雙擲切換開關(guān)。優(yōu)選的，所述差分式壓力傳感器的兩個(gè)端腳分別接入所述信號(hào)處理模塊的正相輸入端和反相輸入端，另外兩個(gè)端腳分別接入所述雙刀雙擲切換開關(guān)的一側(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊的兩個(gè)端腳分別接入所述雙刀雙擲切換開關(guān)的另一側(cè)，所述雙刀雙擲切換開關(guān)的兩個(gè)切換刀分別接入所述信號(hào)處理模塊的第一變送信號(hào)輸入端和第二變送信號(hào)輸入端。優(yōu)選的，所述雙刀雙擲切換開關(guān)為由外部信號(hào)控制的切換開關(guān)、或手動(dòng)切換的切換開關(guān)。優(yōu)選的，所述切換開關(guān)為單刀雙擲切換開關(guān)，所述壓力傳感器的一個(gè)端腳接入所述信號(hào)處理模塊，另一端腳接入所述單刀雙擲切換開關(guān)的一側(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊的一個(gè)端腳接入所述單刀雙擲切換開關(guān)的另一側(cè)，所述單刀雙擲切換開關(guān)的切換刀接入所述信號(hào)處理模塊。優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為從無(wú)故障狀態(tài)下傳感器輸出檢測(cè)信號(hào)的范圍中選取的一個(gè)信號(hào)值。本發(fā)明提供的一種變送器故障診斷方法，包括如下步驟步驟a:當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時(shí)，切斷變送器內(nèi)部傳感器與信號(hào)處理模塊之間的信號(hào)傳遞；步驟b 單獨(dú)向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；步驟c 判斷所述信號(hào)處理模塊對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理后輸出的信號(hào)是否正常，若正常則傳感器存在故障，若不正常則信號(hào)處理模塊存在故障。優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為從無(wú)故障狀態(tài)下傳感器輸出檢測(cè)信號(hào)的范圍中選取的一個(gè)信號(hào)值。采用本發(fā)明提供的一種變送器故障診斷電路帶來(lái)的有益效果為(1)本發(fā)明在原有變送器電路中加入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊，用于向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)從傳感器無(wú)故障狀態(tài)下，正常工作時(shí)輸出的檢測(cè)信號(hào)的范圍中選卻的一個(gè)值。同時(shí)設(shè)置切換開關(guān)，通過(guò)切換開關(guān)來(lái)切換傳感器與信號(hào)處理模塊連接、或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入單元與信號(hào)處理模塊連接。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，切換開關(guān)切斷傳感器與信號(hào)處理模塊的連接，改為連接標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊與信號(hào)處理模塊，由標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，信號(hào)處理模塊根據(jù)正常的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理后輸出，如輸出結(jié)果也正常，則可判斷故障不在信號(hào)處理模塊，而在傳感器。反之，則故障在信號(hào)處理模塊。通過(guò)設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊，提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)參考信號(hào)，通過(guò)切換開關(guān)進(jìn)行切換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障判斷清楚、方便。原理構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、便于維護(hù)，可在現(xiàn)有變送器基礎(chǔ)上改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)。且占用空間小，利于變送器的小型化。(2)切換開關(guān)采用由外部控制信號(hào)控制切換的開關(guān)，控制方便，整個(gè)變送器可做密封處理，不易落灰，延長(zhǎng)變送器使用壽命。采用本發(fā)明提供的一種變送器故障診斷方法帶來(lái)的有益效果為當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時(shí)，斷開變送器現(xiàn)有的傳感器與信號(hào)處理模塊之間的連接，另外單獨(dú)向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值，該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值為傳感器正常工作時(shí)、無(wú)故障時(shí)輸出的檢測(cè)信號(hào)范圍中選取的一個(gè)固定值，當(dāng)信號(hào)處理模塊根據(jù)該標(biāo)注信號(hào)輸入的結(jié)構(gòu)不正常時(shí)，則可判斷是信號(hào)處理模塊出現(xiàn)了故障，如結(jié)果正常，則可判斷是傳感器出現(xiàn)了故障。檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、快速、 易于實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)結(jié)果可靠。


圖1所示為本發(fā)明提供的故障診斷電路的電路圖。圖2所示為本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中故障診斷電路的電路圖。圖3所示為本發(fā)明提供的故障診斷方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明提供一種變送器故障診斷電路，包括傳感器11，用于檢測(cè)物理量并形成檢測(cè)信號(hào)；檢測(cè)的物理量可以是溫度、壓力、液位、流量等參數(shù)信息。信號(hào)處理模塊12，用于接收所述傳感器的檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行處理后輸出；信號(hào)處理模塊12對(duì)檢測(cè)信號(hào)的處理主要是對(duì)其進(jìn)行放大后輸出。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13，用于向所述信號(hào)處理模塊12提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為從無(wú)故障狀態(tài)下傳感器11輸出檢測(cè)信號(hào)的范圍中選取的一個(gè)信號(hào)值。該信號(hào)值作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，用于體現(xiàn)傳感器正常工作時(shí)、無(wú)故障時(shí)輸出的檢測(cè)信號(hào)。切換開關(guān)14，所述切換開關(guān)14與所述傳感器11和信號(hào)處理模塊12連接，同時(shí)還與所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13和信號(hào)處理模塊12連接；所述切換開關(guān)14連接所述傳感器11和信號(hào)處理模塊12的同時(shí)斷開所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13和信號(hào)處理模塊12 ；或所述切換開關(guān)14斷開所述傳感器11和信號(hào)處理模塊12的同時(shí)連接所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13和信號(hào)處理模塊12。所述傳感器11包括壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、或流量傳感器。在本實(shí)施例中，如圖2所示，傳感器11為壓力傳感器，且所述壓力傳感器為差分式壓力傳感器，所述切換開關(guān)14為雙刀雙擲切換開關(guān)。如圖2所示，所述差分式壓力傳感器的兩個(gè)端腳分別接入所述信號(hào)處理模塊12的正相輸入端IN+和反相輸入端IN-，另外兩個(gè)端腳分別接入所述雙刀雙擲切換開關(guān)一側(cè)的 Al腳和A2腳，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13的兩個(gè)端腳分別接入所述雙刀雙擲切換開關(guān)另一側(cè)的Bl腳和B2腳，所述雙刀雙擲切換開關(guān)的兩個(gè)切換刀C分別接入所述信號(hào)處理模塊的第一變送信號(hào)輸入端IPl和第二變送信號(hào)輸入端IP2。如1所示的電路圖示出根據(jù)傳感器類型的不同，比如差分式、單信號(hào)等傳感器，其輸出可以為單路信號(hào)或多路信號(hào)，相應(yīng)的切換開關(guān)的Al至An，Bl至做相應(yīng)的數(shù)量變化，輸入信號(hào)處理模塊的第一變送信號(hào)輸入端 IPl至第η變送信號(hào)輸入端IPn也做相應(yīng)的數(shù)量變化。圖2所示的實(shí)施例傳感器采用差分式壓力傳感器。在本實(shí)施例中，所述雙刀雙擲切換開關(guān)為由外部信號(hào)控制的切換開關(guān)，外部的控制信號(hào)接入雙刀雙擲切換開關(guān)對(duì)其切換進(jìn)行控制。除本實(shí)施例提供的切換開關(guān)外，也可采用手動(dòng)切換的切換開關(guān)，通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行切換。本發(fā)明的故障檢測(cè)電路在檢測(cè)故障時(shí)，首先操作切換開關(guān)14切換電路，使信號(hào)處理模塊I2與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13連接，斷開傳感器11與信號(hào)處理模塊12。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13向信號(hào)處理模塊12輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是從傳感器11無(wú)故障狀態(tài)下，正常工作時(shí)輸出的檢測(cè)信號(hào)的范圍中選卻的一個(gè)值。信號(hào)處理模塊12根據(jù)正常的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸出，如輸出結(jié)果也正常，則可判斷故障不在信號(hào)處理模塊12，而在傳感器11。反之，則故障在信號(hào)處理模塊12。通過(guò)設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊13，提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)參考信號(hào)，通過(guò)切換開關(guān)14進(jìn)行切換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障判斷清楚、方便。原理構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、便于維護(hù)，可在現(xiàn)有變送器基礎(chǔ)上改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)。且占用空間小，利于變送器的小型化。在本發(fā)明提供的另一優(yōu)選實(shí)施例中，不同之處在于，所述壓力傳感器為單信號(hào)的傳感器，相應(yīng)的，所述切換開關(guān)為單刀雙擲切換開關(guān)，所述壓力傳感器的一個(gè)端腳接入所述信號(hào)處理模塊，另一端腳接入所述單刀雙擲切換開關(guān)的一側(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊的一個(gè)端腳接入所述單刀雙擲切換開關(guān)的另一側(cè)，所述單刀雙擲切換開關(guān)的切換刀接入所述信號(hào)處理模塊。本發(fā)明除了提供上述的故障診斷電路外，還提供一種變送器故障診斷方法，如圖3 所示，包括如下步驟步驟a:當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時(shí)，切斷變送器內(nèi)部傳感器與信號(hào)處理模塊之間的信號(hào)傳遞。步驟b 單獨(dú)向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為從無(wú)故障狀態(tài)下傳感器輸出檢測(cè)信號(hào)的范圍中選取的一個(gè)信號(hào)值。步驟c 判斷所述信號(hào)處理模塊對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理后輸出的信號(hào)是否正常，若正常則傳感器存在故障，若不正常則信號(hào)處理模塊存在故障。當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時(shí)，斷開變送器現(xiàn)有的傳感器與信號(hào)處理模塊之間的連接，另外單獨(dú)向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值，該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值為傳感器正常工作時(shí)、無(wú)故障時(shí)輸出的檢測(cè)信號(hào)范圍中選取的一個(gè)固定值，當(dāng)信號(hào)處理模塊根據(jù)該標(biāo)注信號(hào)輸入的結(jié)構(gòu)不正常時(shí)，則可判斷是信號(hào)處理模塊出現(xiàn)了故障，如結(jié)果正常，則可判斷是傳感器出現(xiàn)了故障。檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、快速、易于實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)結(jié)果可靠。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中， 該程序在執(zhí)行時(shí)，包括如上述方法實(shí)施例的步驟，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，如磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory, RAM)等。 在本發(fā)明各方法實(shí)施例中，所述各步驟的序號(hào)并不能用于限定各步驟的先后順序，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，對(duì)各步驟的先后變化也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變送器故障診斷電路，其特征在于，包括傳感器(11)，用于檢測(cè)物理量并形成檢測(cè)信號(hào)；信號(hào)處理模塊(12)，用于接收所述傳感器的檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行處理后輸出；標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊(13)，用于向所述信號(hào)處理模塊(1 提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；切換開關(guān)(14)，所述切換開關(guān)(14)與所述傳感器(11)和信號(hào)處理模塊(12)連接，同時(shí)還與所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊(1 和信號(hào)處理模塊(1 連接；所述切換開關(guān)(14)連接所述傳感器(11)和信號(hào)處理模塊(12)的同時(shí)斷開所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊(13)和信號(hào)處理模塊(12)；或所述切換開關(guān)(14)斷開所述傳感器(11)和信號(hào)處理模塊(1 的同時(shí)連接所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊(1 和信號(hào)處理模塊(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障診斷電路，其特征在于所述傳感器(11)包括壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、或流量傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障診斷電路，其特征在于所述壓力傳感器為差分式壓力傳感器，所述切換開關(guān)(14)為雙刀雙擲切換開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障診斷電路，其特征在于所述差分式壓力傳感器的兩個(gè)端腳分別接入所述信號(hào)處理模塊(1 的正相輸入端(IN+)和反相輸入端(IN-)，另外兩個(gè)端腳分別接入所述雙刀雙擲切換開關(guān)的一側(cè)(A)，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊(1 的兩個(gè)端腳分別接入所述雙刀雙擲切換開關(guān)的另一側(cè)(B)，所述雙刀雙擲切換開關(guān)的兩個(gè)切換刀(C) 分別接入所述信號(hào)處理模塊的第一變送信號(hào)輸入端(IPl)和第二變送信號(hào)輸入端(IP2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障診斷電路，其特征在于所述雙刀雙擲切換開關(guān)為由外部信號(hào)控制的切換開關(guān)、或手動(dòng)切換的切換開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障診斷電路，其特征在于所述切換開關(guān)為單刀雙擲切換開關(guān)，所述壓力傳感器的一個(gè)端腳接入所述信號(hào)處理模塊，另一端腳接入所述單刀雙擲切換開關(guān)的一側(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊的一個(gè)端腳接入所述單刀雙擲切換開關(guān)的另一側(cè)， 所述單刀雙擲切換開關(guān)的切換刀接入所述信號(hào)處理模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的故障診斷電路，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為從無(wú)故障狀態(tài)下傳感器(11)輸出檢測(cè)信號(hào)的范圍中選取的一個(gè)信號(hào)值。
8.—種變送器故障診斷方法，其特征在于包括如下步驟步驟a:當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時(shí)，切斷變送器內(nèi)部傳感器與信號(hào)處理模塊之間的信號(hào)傳遞；步驟b 單獨(dú)向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；步驟c 判斷所述信號(hào)處理模塊對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理后輸出的信號(hào)是否正常，若正常則傳感器存在故障，若不正常則信號(hào)處理模塊存在故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的故障診斷方法，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為從無(wú)故障狀態(tài)下傳感器輸出檢測(cè)信號(hào)的范圍中選取的一個(gè)信號(hào)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變送器故障診斷電路及方法，故障診斷電路包括傳感器，信號(hào)處理模塊，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊，切換開關(guān)，切換開關(guān)與傳感器和信號(hào)處理模塊連接，同時(shí)還與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊和信號(hào)處理模塊連接。本發(fā)明通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊向信號(hào)處理模塊輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過(guò)切換開關(guān)來(lái)切換傳感器與信號(hào)處理模塊連接、或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入單元與信號(hào)處理模塊連接。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，切換開關(guān)切斷傳感器與信號(hào)處理模塊的連接，改為連接標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊與信號(hào)處理模塊連接，由標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入模塊向信號(hào)處理模塊輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，信號(hào)處理模塊根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行處理后輸出，如輸出結(jié)果正常，則傳感器有故障。反之，則信號(hào)處理模塊有故障。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、便于維護(hù)。
文檔編號(hào)G01D18/00GK102322890SQ20111027591
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者周翔, 王漢其, 袁慶國(guó) 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司