用于自動調節(jié)氣體傳感器設置和參數(shù)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】自動化傳感器激勵電壓調節(jié)特征、多范圍濃度特征、單個校準特征和阻擋電路特征。自動化傳感器激勵電壓調節(jié)特征包括具有發(fā)射器微處理器的發(fā)射器，所述發(fā)射器微處理器向具有傳感器微處理器的傳感器提供初始電壓。隨著電壓的改變，將校準信號從傳感器微處理器轉送至發(fā)射器微處理器。校準信號用于調節(jié)處理器以創(chuàng)建增益設定，所述增益設定用于通過為傳感器改變增益值來優(yōu)化傳感器分辨率。這使得單個傳感器能夠用于多種不同濃度范圍。單個校準特征使得傳感器能夠在單個氣體濃度值處進行校準，并且其后用于多種不同濃度范圍的應用。
【專利說明】用于自動調節(jié)氣體傳感器設置和參數(shù)的系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是2011年I月31日提交的申請?zhí)枮?3/018，039、名稱為“SYSTEM ANDMETHOD FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING GAS SENSOR SETTINGS AND PARAMETERS”的美國非臨時專利申請的部分繼續(xù)申請，這里作為參考引用其全部內容。
【技術領域】
[0003]本公開一般涉及氣體檢測系統(tǒng)，并且更具體地涉及多個不同傳感器類型可以與單個發(fā)射器設計一起使用以及可以用減少的用戶輸入自動辨識、調節(jié)、校準和監(jiān)視多個不同傳感器類型的氣體檢測系統(tǒng)平臺。
【背景技術】
[0004]環(huán)境感測系統(tǒng)可以包括多種傳感器以確定工業(yè)和其它工作空間中危險(B卩，易燃)和/或有毒氣體的存在和濃度。根據(jù)環(huán)境，可能需要為多種不同氣體類型和濃度提供感測信息。因此，典型的系統(tǒng)可以包括大量不同類型的傳感器，其中每種類型的傳感器適于感測期望濃度范圍內的特定氣體。
[0005]為了使特定的傳感器在特定濃度范圍內檢測期望的氣體，并且以遠程發(fā)射器容易理解的形式發(fā)送該信息，必須適當?shù)卣{節(jié)傳感器的輸出信號。當前，通過在為進一步的處理執(zhí)行到數(shù)字域的轉換之前使用分立元件(即電阻器、電容器、運算放大器等)濾波和放大特定傳感器的輸出以完成傳感器信號的調節(jié)。在一個示例中，來自電化學傳感器的信號通常使用公知的恒電位電路來調節(jié)。然而，使用分立元件的缺陷是這些元件的布置通常特定于特定類型的傳感器，并且還特定于被感測的特定氣體以及期望的濃度范圍。因此，為大范圍的氣體和范圍開發(fā)調節(jié)電路需要改變這些元件的值以達到最佳模擬信號調節(jié)。由此，這需要多種調節(jié)電路以覆蓋潛在感興趣的范圍。結果，制造和儲存了大量不同類型、不同濃度范圍能力的傳感器以滿足相關的多種領域的應用。另外，大多數(shù)傳感器與關聯(lián)的發(fā)射器單元結合工作。由于所描述的傳感器的專業(yè)化特性，這種發(fā)射器通常僅與單個傳感器類型一起工作。同樣的，當前系統(tǒng)需要制造和儲存相似的大量不同的發(fā)射器。
[0006]此外，當安裝和/或更換當前遠程發(fā)射器和傳感器時，將它們單獨調節(jié)以確保它們被適當?shù)匦?，并且還確保它們處于適當?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)下。當前，對于遠程發(fā)射器和傳感器應用，該調節(jié)/驗證過程需要兩個人的努力，其中一個人站在傳感器位置處讀取數(shù)字電壓表，并且第二個人在發(fā)射器處調節(jié)手動電位計以達到為傳感器供電的期望輸出電壓。當該操作發(fā)生在危險區(qū)域時，可能需要降低區(qū)域的級別以使發(fā)射器可以打開以訪問手動電位計。對于整體發(fā)射器和傳感器應用同樣如此，其中一個人讀取數(shù)字電壓表并且在發(fā)射器處調節(jié)手動電位計以達到為傳感器供電的期望輸出電壓。這也可能不期望地涉及降低關聯(lián)的危險區(qū)域的級別以打開發(fā)射器訪問手動電位計。
[0007]應當進一步理解，傳感器隨時間的過去經(jīng)受靈敏度的損失。目前的系統(tǒng)不能夠提供傳感器的自動辨識和調節(jié)以補償這種靈敏度的損失。由此，這可能導致降至期望靈敏度閾值以下的傳感器的過早廢棄。因為如果可以補償它們靈敏度的損失，這種傳感器表面上將繼續(xù)令人滿意地工作，所以目前的系統(tǒng)產(chǎn)生了不必要的浪費。
[0008]因此，需要以下的改進的環(huán)境感測系統(tǒng):使單個發(fā)射器能夠辨識和接受多個不同傳感器類型，自動調節(jié)安裝的傳感器以減少或消除手動調節(jié)的需要，自動校準傳感器以使單個傳感器能夠適應多種不同的感測范圍，使傳感器能夠以單個值被校準并且接著在多種值處使用，以及使自動調節(jié)能夠延長傳感器的壽命。
[0009]另外，一種環(huán)境感測系統(tǒng)包括通過電纜連接至關聯(lián)的傳感器部分的發(fā)射器部分。例如，發(fā)射器部分將從傳感器部分接收的信息發(fā)送至無線網(wǎng)絡。傳感器部分可以位于遠離發(fā)射器部分的危險和/或易燃的環(huán)境中。此外，發(fā)射器和傳感器部分各自包括具有導線延伸穿過的多個孔的壓蓋裝置。
[0010]經(jīng)常期望在使用期間“熱插拔”傳感器，S卩，例如在傳感器損失靈敏度的情況下，替換傳感器而不降低危險區(qū)域的級別。然而，移除傳感器可能導致發(fā)射器與傳感器電路之間的連接中發(fā)生火花或者電弧。這些火花可能會點燃潛在的爆燃性空氣。
【發(fā)明內容】
[0011]示出了解決了上述問題中的一個或者多個的環(huán)境感測系統(tǒng)。特別地，公開的系統(tǒng)包括:(1)自動化傳感器激勵電壓調節(jié)特征，(2)多范圍濃度特征，以及(3)單個校準特征。自動化傳感器激勵電壓調節(jié)特征可以包括具有關聯(lián)微處理器的發(fā)射器，所述發(fā)射器向關聯(lián)傳感器提供初始電壓。傳感器也可以具有關聯(lián)微處理器，并且隨著電壓的改變，可以將校準信號從傳感器微處理器轉送至發(fā)射器微處理器。校準信號可以由發(fā)射器微處理器使用以將施加至傳感器的電壓調節(jié)至期望值。多范圍濃度傳感器特征可以包括與傳感器/微處理器相關聯(lián)的放大器用以創(chuàng)建增益設定，所述增益設定隨后被用于通過改變與傳感器相關聯(lián)的增益值優(yōu)化傳感器分辨率。反過來，如用戶期望的，這可以使單個傳感器能夠用于多種不同濃度范圍。單個校準特征使傳感器能夠在單個氣體濃度值處進行校準，并且其后用于多種不同濃度范圍的應用。
[0012]公開的系統(tǒng)通過使用數(shù)字電位計辨識和調節(jié)傳感器電壓而優(yōu)選地不需要人的干預并且不需要降低危險區(qū)域的級別。系統(tǒng)可以包括氣體檢測器/發(fā)射器電源電路，所述氣體檢測器/發(fā)射器電源電路包括具有一對數(shù)字電位計的可調電源。一個電位計可以用于粗略的電壓調節(jié)并且第二電位計可以用于精細的電壓調節(jié)。該電源電路的輸出電壓被稱作Vadjust并且用于為與發(fā)射器相關聯(lián)的傳感器供電。由于電源電路能夠將傳感器激勵電壓(Vadjust)自動調節(jié)至與當前使用的特定傳感器相關聯(lián)的特定值，因此該配置使單個發(fā)射器設計供多種不同的傳感器類型和范圍使用。由于介入電纜中的環(huán)境變化和電壓降，它還可以補償電壓變化。公開的系統(tǒng)使傳感器能夠帶電替換而不需要降低關聯(lián)區(qū)域的級別。另外，公開的系統(tǒng)可以通過在傳感器壽命結束時使得僅替換傳感器核心來降低所有者的總成本，與需要替換整個傳感器單元的當前系統(tǒng)相反。
[0013]公開了用于檢測氣體存在的系統(tǒng)，包括發(fā)射器部分、傳感器部分和與發(fā)射器部分和傳感器部分相關聯(lián)的可變電壓電源。發(fā)射器部分可以從傳感器部分接收關于接收的電壓的信息。響應于從傳感器部分接收的信息，發(fā)射器部分還可以調節(jié)供給的電壓。
[0014]公開了用于調節(jié)傳感器激勵電壓的方法。方法可以包括在發(fā)射器部分處向傳感器部分提供操作電壓，在發(fā)射器處從傳感器部分接收指示傳感器部分的操作需要的電壓的信號，以及在發(fā)射器出調節(jié)提供給傳感器部分的操作電壓。
[0015]公開了通用氣體傳感器/發(fā)射器單元。單元可以包括傳感器部分，所述傳感器部分包括傳感器核心和處理器，所述處理器被配置為讀取接收的激勵電壓。單元還可以包括具有凹槽的發(fā)射器部分，所述凹槽被配置為接合傳感器的外表面幾何結構。發(fā)射器可以包括發(fā)射器處理器和至少一個電源電路，所述電源電路用于在外殼與發(fā)射器的凹槽接合時，向傳感器提供可調電力；可調電源電路可以包括可由處理器控制的至少一個電位計用以調節(jié)供給傳感器部分的電力。
[0016]公開了用于校準傳感器的方法。方法可以包括在第一增益設定處設置傳感器的原始零偏置和跨度；在第二增益設定處獲取零偏置；獲取原始零偏置與第二增益設定處的零偏置的比例；以及按照比例縮放校準因子以允許與第二增益設定相關聯(lián)的操作范圍中的傳感器的操作。
[0017]還公開了用于為傳感器提供替換引導的方法。方法可以包括為傳感器確定靈敏度的降低，隨時間的過去趨向于所述靈敏度的降低，以及調節(jié)與傳感器相關聯(lián)的增益參數(shù)以補償靈敏度的降低。
[0018]公開了用于調節(jié)傳感器的操作范圍的方法。方法可以包括提供與傳感器相關聯(lián)的放大器，為放大器提供增益設定的表格；以及從表格選擇增益設定以優(yōu)化與傳感器相關聯(lián)的模數(shù)轉換器中的分辨率；選擇增益設定可以將傳感器調節(jié)至多個預定操作范圍中的一個。
[0019]另外，公開了用于檢測氣體的存在的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括用于感測目標氣體和提供表示氣體的信號的傳感器部分，其中傳感器部分是可替換的。系統(tǒng)還包括用于將從傳感器部分接收的信息發(fā)送至網(wǎng)絡的發(fā)射器部分。此外，系統(tǒng)包括用于向傳感器部分提供本質安全的電力和通信信號的阻擋電路。
[0020]公開了用于檢測氣體的存在的系統(tǒng)，由此系統(tǒng)可以被組合成具有共同發(fā)射器部分的網(wǎng)絡，伴隨一個或者多個阻擋電路從多個傳感器部分接收信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]舉例來說，現(xiàn)在將參考附圖對所公開的設備的特定實施例進行描述，其中:
[0022]圖1示出了與單個傳感器組合的示例性發(fā)射器的圖示；
[0023]圖2示出了與具有多個不同傳感器部分類型的多個檢測器頭部分相關聯(lián)的圖1的示例性發(fā)射器部分的圖示；
[0024]圖3示出了示例性檢測器頭部分組件的橫截面圖，所述檢測器頭部分組件包括供圖1的發(fā)射器部分使用的傳感器部分組件；
[0025]圖4A-4C示出了供圖3的檢測器頭部分使用的各個傳感器部分組件的分解圖，所述檢測器頭部分適用于于圖1的發(fā)射器部分；
[0026]圖5示出了圖1的發(fā)射器部分的分解圖；
[0027]圖6示出了圖1的發(fā)射器/傳感器組合的系統(tǒng)圖；
[0028]圖7示出了圖1的發(fā)射器/傳感器組合的系統(tǒng)板級圖；
[0029]圖8示出了圖4的傳感器部分的框圖；[0030]圖9示出了用于圖1的發(fā)射器/傳感器組合的示例性電源裝置的框圖；
[0031]圖10示出了供圖1的發(fā)射器/傳感器組合使用的示例性可調電源的電路圖；
[0032]圖11示出了用于提供由發(fā)射器處理器使用的參考電壓的示例性電路；
[0033]圖12示出了示例性氣體發(fā)射器/傳感器處理器的示意圖；
[0034]圖13示出了示例性傳感器處理器的示意圖；
[0035]圖14示出了圖示本公開的方法的示例性實施例的流程圖；
[0036]圖15示出了圖2中示出的裝置的框圖；
[0037]圖16示出了發(fā)射器部分的框圖；
[0038]圖17示出了傳感器部分的框圖；
[0039]圖18示出了用于提供本質安全(IS)電源信號的發(fā)射器電源阻擋電路的示意圖；
[0040]圖19示出了用于提供IS通信信號的發(fā)射器通信阻擋電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0041]公開的系統(tǒng)和方法利用微電子學的進步并且使用內置于微處理器的放大執(zhí)行傳感器的最終信號調節(jié)。該放大可以被軟件控制以設置成差分模式或者附加模式。另外，增益水平可以在分立電平中調節(jié)，因此允許大范圍的輸入信號容納于單個電路中而不需要借助分立元件的改變。
[0042]可以實現(xiàn)若干應用。首先，可以為特定氣體構建單個傳感器，并且傳感器的范圍可以針對特定應用進行優(yōu)化。例如，可以簡單地通過改變軟件參數(shù)在O-1Oppm或者O-1OOppm范圍內提供一個傳感器。其次，可以在更廣的范圍內允許傳感器靈敏度的變化，導致更高的制造吞吐量。先前，傳感器核心必須被屏蔽以確保它們的靈敏度可以被特定的固定電路設計所允許。如今可以利用靈敏度較寬的可變性，導致更少的制造廢品。最后，隨著傳感器的正常使用，它們的靈敏度降低。使用早先的設計，一旦傳感器的靈敏度降低至固定電路不能補償該降低的點，傳感器就到達了它使用壽命的終點。當前系統(tǒng)和方法可以用于通過向上調節(jié)增益補償超出傳統(tǒng)限制的傳感器靈敏度的降低。這通過減少傳感器替換的總數(shù)，具有為氣體檢測器降低生命周期成本的優(yōu)點。
[0043]如前所述，當前系統(tǒng)對于每個目標氣體的范圍使用固定的電路設計。實際上，傳感器需要在復現(xiàn)的基礎上進行校準以確保準確度。在以下兩點處執(zhí)行校準:一個是沒有氣體存在(零)，以及一個是在傳感器范圍(跨度)內，其中跨度典型的是25-75%滿標度。在具有各種范圍的傳感器的裝置中，這需要不同濃度處的多個校準氣體的存在。
[0044]使用所公開的系統(tǒng)和方法，將校準變量縮放為傳感器內的不同范圍。這能夠允許使用一個校準氣體的濃度進行校準并且接著針對特定應用調節(jié)傳感器的范圍。這具有能夠使用一個共同的校準氣體對不同范圍的傳感器進行校準的優(yōu)點。正如所理解的，這減少了所需要的不同濃度的校準氣體的數(shù)量，和/或消除了使用如下氣體濃度的需要，所述氣體濃度比針對專門應用的另一個氣體濃度更可廣泛地獲得。
[0045]公開的氣體傳感器/發(fā)射器的組合通過使用數(shù)字電位計辨識和調節(jié)傳感器電壓而優(yōu)選地不需要人的干預并且不需要降低危險區(qū)域的級別。氣體傳感器/發(fā)射器電源電路包括具有兩個數(shù)字電位計的可調電源。一個電位計用于粗略的電壓調節(jié)并且第二電位計用于精細的電壓調節(jié)。該電源電路的輸出電壓被稱作Vatuust并且?guī)椭鸀榕c發(fā)射器相關聯(lián)的傳感器供電。
[0046]現(xiàn)在參照圖1，示出的發(fā)射器/傳感器組合I包括檢測器頭部分2和發(fā)射器部分4。發(fā)射器4可以被配置為通過無線鏈路8將從檢測器頭部分2接收的信息發(fā)送至無線網(wǎng)絡6。無線鏈路8可以是各種協(xié)議中的任何一種，包括ISA100.11a、無線HART等等。無線網(wǎng)絡6可以通過內部網(wǎng)、因特網(wǎng)、W1-Fi或者其它網(wǎng)絡布置將從發(fā)射器部分4接收的信息分配至一個或者多個本地或者遠程警報器以及一個或者多個本地或者遠程監(jiān)控站。應當理解，盡管圖1圖示了至網(wǎng)絡6的無線連接，但是本發(fā)明不限于此。因此，連接可以是硬連接，協(xié)議包括 Modbus、HART、Foundation 現(xiàn)場總線、Profibus 等等。
[0047]參照圖3，檢測器頭部分2包括傳感器部分200。正如所理解的，傳感器部分200的主要目的是感測目標氣體以及為發(fā)射器部分4提供表示該氣體濃度的信號。發(fā)射器部分4的主要目的是從檢測器頭部分2收集信息以及向上游發(fā)送該數(shù)據(jù)。上游設備可以包括控制器、網(wǎng)關、轉換器和類似設備。
[0048]除了傳感器數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送以外，發(fā)射器部分4可以包括用于提供傳感器操作的本地指示的本地顯示器10。在一些實施例中，發(fā)射器部分4可以被配置為接受多個檢測器頭部分以提供擴展的區(qū)域覆蓋。圖2示出了硬連接至多個檢測器頭部分2A-2C的發(fā)射器部分4，所述檢測器頭部分表示可以供發(fā)射器部分4使用的多個不同的傳感器類型。實際上，盡管將關于與單個檢測器頭部分2相關聯(lián)的發(fā)射器部分4進行描述，但是應當理解，發(fā)射器部分4可以與多個檢測器頭部分2A-2C相關聯(lián)并且同時從其中接收信號。
[0049]如所理解的，檢測器頭部分2 (或者檢測器頭部分，其中多個傳感器供單個發(fā)射器使用)可以是各種已知傳感器類型中的任何一種，這些類型的非限制性示例性列表包括IR氣體傳感器、催化珠傳感器(a catalytic bead sensor)、電化學傳感器、光致電離傳感器和金屬氧化物傳感器。
[0050]在實際應用中，特定檢測器頭部分2可以用于檢測大范圍的有毒氣體，其示例性列表包括，但不限于氨、三氫砷化、三氯化硼、三氟化硼、溴、二氧化碳、一氧化碳、氯、二氧化氯、乙硼烷、氟、鍺烷、氫氣、溴化氫、氯化氫、氰化氫、氟化氫、硫化氫、甲醇、甲硫醇、碘甲烷、一氧化氮、二氧化氮、三氟化氮、氧、臭氧、磷化氫、硅烷、四氟化硅、二氧化硫、四乙氧基硅烷(TEOS)和六氟化鎢。
[0051]此外，特定檢測器頭部分2可以用于檢測大范圍的易燃氣體，其非限制性示例性列表包括丙酮、苯、丁二烯、丁烷、乙烷、乙醇、乙烯、乙烷、氫氣、異丁醇、異丙醇、甲烷、甲醇、甲乙酮(MEK)、戊烷、丙烷、丙烯、甲苯和二甲苯。
[0052]所公開裝置的好處在于單個檢測器頭部分2可以快速地接受多種傳感器部分200中的任何一個。因此，如在圖4A-4C中所示，傳感器部分200可以包括安裝在上部傳感器外殼22內的內部感測元件(例如傳感器核心12)。并且盡管不同傳感器部分200可以包括不同傳感器核心12，以及另外的處理元件，但是所有不同傳感器核心12將被裝配在上部和下部傳感器外殼22、14內，因此允許傳感器部分200具有針對所有應用的單個尺寸和形狀。
[0053]下部傳感器外殼14可以被設置為允許特定傳感器核心12和關聯(lián)元件的簡單安裝。這可以使替換傳感器核心12而無需替換傳感器部分12的剩余元件成為可能。
[0054]如此設置以使檢測器頭部分2與發(fā)射器部分4接合，檢測器頭部分2的上部區(qū)域16嵌入發(fā)射器部分4的凹槽(未示出)中，并且檢測器頭部分2的端蓋18接合凹槽并且將傳感器部分200鎖定至檢測器頭部分2。端蓋18可以具有適用于容納O型環(huán)、墊圈等等的一個或者多個凹槽或者其它幾何結構以將傳感器部分200密封至檢測器頭部分2。該密封裝置保護內部傳感器和元件不受潛在地惡劣外部環(huán)境的影響。傳感器部分200可以包括可以進一步促進傳感器部分200的快速安裝和替換的自對準特征(例如，與發(fā)射器的鍵控互動)。還可以提供保留特征(例如外螺紋等等)來確保傳感器部分200與檢測器頭部分2的牢固接
入
口 ο
[0055]圖4A-4C示出了用于感測不同氣體類型的多個傳感器部分200?？梢钥闯觯瑐鞲衅鞑糠?00中的每一個包括下部傳感器外殼14、上部傳感器外殼22、傳感器核心12、接觸板24、傳感器印刷電路板(PCB) 26和接口 PCB28?？梢钥闯?，傳感器核心12對于各個不同傳感器部分200具有不同的尺寸/幾何結構。這種差異可以由下部傳感器外殼14所容許，所述下部傳感器外殼14可以具有配置為容納特定傳感器核心12的內部幾何結構，但是所述下部傳感器外殼14具有共同的外部配置以使其可以由上部傳感器外殼22容納。這些差異還可以由接觸板24所容許，所述接觸板可以包括插座25 (參見圖4A)用以插入特定傳感器核心12。這允許傳感器部分200具有針對所有應用的單個尺寸和形狀。
[0056]可以看出，可以容許多種不同尺寸/形狀的傳感器核心而不會影響傳感器部分200的外部設置。因此，圖4A-C的傳感器部分200中的每一個可以以完全相同的物理方式適合于檢測器頭部分2。
[0057]傳感器PCB26對于每個傳感器核心12可以是唯一的，并且因而它可以包括傳感器處理器30，以及調節(jié)電路32，所述調節(jié)電路對從傳感器核心12接收的信號執(zhí)行調節(jié)。例如，調節(jié)元件32可以將來自每ppm以μ A表示的傳感器核心的信號轉換為可由傳感器處理器的模數(shù)轉換器使用的電壓電平。接口 PCB28提供傳感器PCB26與檢測器頭部分2之間的接口。接口 PCB28可以包括所有傳感器部分200共用的插腳排列34，所述插腳排列被配置為由檢測器頭部分2容納。
[0058]按照布置，在一個實施例中，傳感器部分200可以不斷地測量本地目標氣體濃度、電源電壓和周圍溫度并且當被請求時，向發(fā)射器部分4報告溫度補償?shù)臍怏w濃度。
[0059]圖5示出了發(fā)射器部分4的內部元件，其可以包括顯示器10、處理器板36、繼電器/網(wǎng)絡板38、電源板40和本質安全(IS)阻擋物42。還可以包括一個或者多個插入式塊44用于向發(fā)射器部分4提供多種連通功能。插入式塊44可以用于提供電源、繼電器、遠程確認、通信和檢測器頭連接。
[0060]圖6示出了根據(jù)一個或者多個實施例的示例性發(fā)射器/檢測器頭/傳感器組合I的邏輯布置。在圖示的實施例中，發(fā)射器部分4包括通過數(shù)字通信48連接至傳感器部分200的處理器46，并且其通過多種通信裝置轉送傳感器部分200的輸出。提供顯示器10以允許本地監(jiān)控數(shù)據(jù)以及設置參數(shù)和設置與過程變化和校準相關聯(lián)的系統(tǒng)參數(shù)。提供擴展端口 50以使得超出4至20毫安的信號和MODBUS的通信方法能夠實現(xiàn)。提供存儲器52以允許處理數(shù)據(jù)、校準數(shù)據(jù)和擴展的用戶信息的歷史。提供看門狗電路54以保證增強的可靠性?？梢蕴峁┮粋€或者多個附加電路56用于工廠使用以在生產(chǎn)期間對設備進行編程和測試。接口 /電源40為發(fā)射器部分4和傳感器部分200提供電源。
[0061]至發(fā)射器部分4的輸入可以是HART、來自主機串行通信、來自傳感器的串行通信、來自機載設備和機外設備的I2C通信、來自機載設備和機外設備的SPI通信和來自位于顯示器10上的磁開關的觸點閉合。來自發(fā)射器部分4的輸出包括顯示器10上的LED、顯示器10上的IXD、警報繼電器、4-20毫安電流回路、與外部主機的MODBUS通信、至機載設備和機外設備的I2C通信、至機載設備和機外設備的SPI通信、用于多個傳感器的電源以及用于外部主機的可選串行通信模塊。
[0062]圖7示出了圖示發(fā)射器部分4與傳感器部分200之間的互連的板級圖。發(fā)射器部分4可以包括顯示器10、處理器46、擴展模塊50、端子/繼電器板38、電源板40和IS阻擋物42。在處理器46與電源板40之間提供連接47。
[0063]顯示器10通常提供人機界面、圖形IXD、磁開關輸入和警報狀態(tài)LED。處理器46控制發(fā)射器的功能并且包括非易失性存儲器52。擴展模塊可以包括用于如前所述的有線或者無線通信的能力。端子/繼電器板38可以提供標準連接，包括電源、繼電器、4至20mA、RS485M0DBUS和遠程確認。電源板40可以將10-30V DC轉換至3.3V、12V，可以提供可調2-9V的傳感器電壓，并且可以生成4-20mA的回路。IS阻擋物42可以向檢測器頭部分2提供本質安全的連接。
[0064]發(fā)射器部分4可以進一步包括端子58以提供至檢測器頭部分2的連接。端子58可以連接至數(shù)字通信48，所述數(shù)字通信本身可以連接至用于在RS485與TTL電平之間轉換信號的轉換器60。處理回路48連接至傳感器部分200的接口 PCB28。如前所述，接口 PCB28連接至傳感器PCB26和核心12。傳感器PCB26可以包括用于提供傳感器控制、計算氣體濃度和執(zhí)行溫度補償與線性化的傳感器處理器30和關聯(lián)電路。
[0065]圖8示出了針對傳感器部分200的示例性框圖。當由發(fā)射器處理器46請求時，傳感器部分200提供表示感測的氣體輸入的數(shù)字輸出。檢測器頭部分2通過電纜48連接至發(fā)射器。發(fā)射器部分4向檢測器頭部分2提供本質安全電源(3.3V和Vatuust、接地和兩個IS通信信號)。通常，傳感器部分200包括與調節(jié)電路32、核心12和存儲器62通信的處理器
30。存儲器62可以包括多種特定于傳感器的信息，包括用于存儲器62相關聯(lián)的特定傳感器的激勵電壓值。另外，存儲器62可以用于數(shù)據(jù)記錄功能，為了針對傳感器部分200導出壽命估計而記錄對于目標氣體的傳感器的歷史暴露(一個或者多個)。存儲器62還可以存儲日期/時間和與傳感器部分200相關聯(lián)的其它重要事件。
[0066]在一個實施例中，傳感器處理器30可以以主/從布置與發(fā)射器處理器46進行通信，其中傳感器是從裝置。傳感器處理器30可以包括作為外圍設備的模數(shù)轉換器(ADC)和
2.5V參考，用于將表示氣體濃度的模擬核心電壓轉換至它們的數(shù)字等效值。
[0067]如應當理解的，不同類型的傳感器核心被用于檢測不同類型的目標氣體。不同類型的傳感器核心生成模擬輸出作為電流、電壓或者電橋輸出?？缭綕M標度的這些信號的幅度也變化。傳感器處理器A/D30的輸入需要從O至2.5V的基準電壓。根據(jù)特定傳感器核心的需要，針對每種類型的傳感器核心12的(一個或者多個)單獨傳感器PCB26可以提供轉換、放大、濾波和偏置。
[0068]非易失性存儲器62可以被配置用于在電力丟失期間存儲需要保持的傳感器參數(shù)和其它變量。盡管一些參數(shù)由傳感器處理器30在本地使用，但是多數(shù)由發(fā)射器處理器46使用。
[0069]傳感器接口 PCB28可以提供通過8個插腳連接器34 (圖4A-4C)至檢測器頭部分2的連接。可以在連接器34中容納多種信號，包括接地、3.3V、Vadjust、發(fā)送(TX)、接收(RX)、DIR等等。
[0070]現(xiàn)參照圖9，所示框圖針對用于發(fā)射器/傳感器組合I的可調電源電路64?？烧{電源電路64可以使用10至30VDC的輸入電壓66，并且包括具有可調輸出電壓(例如，從大約2V至大約9VDC)的步降(降壓)開關穩(wěn)壓器。特別地，可調電源電路64包括具有兩個數(shù)字電位計68、70的可調電源。一個電位計68用于粗略的電壓調節(jié)并且第二電位計70用于精細的電壓調節(jié)。如應當理解的，輸出電力72通過調節(jié)電位計進行調節(jié)，被相應地提供至傳感器部分2。
[0071]現(xiàn)在參照圖10，示出了示例性可調電源電路(Vadjust輸出電壓)。參照圖11，所示示例性電路用于提供由發(fā)射器處理器46使用的2.5V基準電壓。如前所述，發(fā)射器處理器將從傳感器部分讀取的Vadjust電壓與該基準電壓相比較以確定對傳感器部分的Vadjust電壓進行調節(jié)的需要。
[0072]參照圖12，示出了示例性氣體發(fā)射器/傳感器處理器的示意圖，其中Vadjust輸出電壓通過分壓器電路和外部基準電壓被讀取至模數(shù)轉換(Α/D)輸入端中。參照圖13，示出了示例性傳感器處理器的示意圖，其中Vadjust輸出電壓通過分壓器電路被讀取至模數(shù)轉換(A/D)輸入端中。
[0073]如上所述，所公開的系統(tǒng)可以自動地調節(jié)提供至特定傳感器部分的激勵電壓以匹配傳感器類型的確切需要。
[0074]因此，傳感器需要的特定電壓可以不同于最初由發(fā)射器部分4提供的缺省電壓。特定于傳感器的電壓可以作為參數(shù)存儲在傳感器的易失性存儲器62中并且可以由傳感器處理器30和發(fā)射器處理器46訪問。當認識到新傳感器部分200已經(jīng)被安裝時，該參數(shù)可以是最初由發(fā)射器部分4讀取的參數(shù)中的一個。使用發(fā)射器部分4的處理器板36上的A/D轉換器讀取初始的傳感器電壓設置。一旦設置，發(fā)射器處理器46從傳感器部分200讀取該電壓并且使用該值作為初始電壓，所述初始電壓通過發(fā)射器部分4提供給傳感器部分200。
[0075]為了設置該初始值，發(fā)射器處理器46可以將第一和第二電位計68、70設置為缺省值用以向傳感器部分200提供初始激勵電壓。傳感器處理器30測量接收到的電壓的確切值，并且確定其是否對應于由發(fā)射器部分4提供的電壓。發(fā)射器處理器和傳感器處理器46,30通過分壓器電路將Vadjust輸出電壓讀取至各自處理器上的模數(shù)轉換(Α/D)輸入端中(參見圖12和13)。發(fā)射器處理器46使用外部基準電壓電路用于它的測量。傳感器處理器30使用處理器的內部電壓基準用于它的測量。傳感器處理器將在傳感器部分200處讀取的Vadjust電壓傳送至發(fā)射器處理器。發(fā)射器處理器將在傳感器部分200處讀取的Vadjust電壓與在發(fā)射器處理器46處讀取的電壓相比較，并且確定對傳感器部分200的Vadjust電壓進行調節(jié)的需要。如果發(fā)射器處理器46確定需要電壓調節(jié)，那么它調節(jié)第一和/或第二電位計68、70用以向傳感器部分200提供需要的調節(jié)電壓。
[0076]在一個實施例中，當新的傳感器部分被“插入”關聯(lián)檢測器頭部分2中時，作為初始化處理的一部分，傳感器處理器30向發(fā)射器處理器46通信其需要例如4.5V的激勵電壓。作為響應，發(fā)射器處理器46調節(jié)第一和第二電位計68、70用以向傳感器部分200提供4.5V。傳感器開始操作，傳感器處理器30測量從發(fā)射器部分4實際收到的電壓，并且將實際接收的電壓值轉送至發(fā)射器處理器46。例如，盡管發(fā)射器部分可以被配置為向傳感器部分提供4.5V，但是如在傳感器處測量的，由傳感器部分200接收的實際電壓可以是4.25V。當從傳感器處理器30接收該信息時，發(fā)射器處理器46可以增大電壓，直到傳感器感測到
4.5V。
[0077]因此，公開的可調電源配置是自動化特征，其“告訴”發(fā)射器部分傳感器部分正在接收的是什么激勵電壓，并且提供閉環(huán)誤差校正以確保一直向傳感器部分提供需要的電壓。在一個實施例中，提供可調電源配置的電路作為發(fā)射器部分4的一部分，優(yōu)選地作為處理器板36的一部分。
[0078]如應當理解的，除了向傳感器部分200提供正確的初始電源以外，公開的電源電路還可以自動地補償由局部和環(huán)境溫度變化引起的電源電壓的變化。
[0079]當初始安裝時，通常對傳感器進行校準。這需要零位，所述零位設置傳感器中的零偏置以及傳感器的跨度(通常在滿標度的50%)。這給出了隨后用于計算氣體濃度的傳感器的固定點。公開的系統(tǒng)允許傳感器在單個值或者有限范圍內進行校準，隨后進行傳感器的重新量程和校準數(shù)據(jù)的縮放，因此對于不同范圍中的傳感器的操作不需要重新校準。例如，系統(tǒng)可以在新的增益設定處讀取零偏置，與前面的零偏置相比較并且隨后為了在期望的范圍內操作按照相同比例縮放校準因子。
[0080]公開的系統(tǒng)和方法可以用于向特定傳感器部分200提供替換引導。因此，在定期傳感器校準操作期間，可以確定相應的傳感器靈敏度損失。隨時間的過去，該損失信息趨向于產(chǎn)生壽命結束的預測。趨勢信息還可以用于調節(jié)增益參數(shù)以延長傳感器的使用壽命。例如，系統(tǒng)可以包括針對每個范圍的增益值的表格。用戶可以從這些增益值選擇以獲取期望的操作范圍。
[0081]如前所述，不同目標氣體的檢測需要使用多種特定傳感器類型。另外，為了檢測目標氣體的特定濃度范圍(例如，0-25ppm、0-50ppm)，特定信號調節(jié)被提供用以使得發(fā)射器能夠處理接收到的信號。對于當前的設備，這種信號調節(jié)由特定于傳感器或者特定于發(fā)射器的調節(jié)電路提供。這需要儲存大量特定用途的傳感器/發(fā)射器。公開的系統(tǒng)和方法消除了對這種特定用途電路的需要。對于公開的系統(tǒng)和方法，通過調節(jié)內置到微處理器中的增益而不是使用固定元件，單個電路類型可以被配置用于特定目標氣體。使用增益調節(jié)，可以對感測范圍(例如,0-25ppm、0-50ppm)進行調節(jié)。結果是對于特定氣體僅僅需要儲存單個傳感器。在一個實施例中，傳感器可以使用缺省范圍進行裝配，并且最終用戶可以通過用戶界面將傳感器調節(jié)至多種預定范圍中的一個。例如，發(fā)射器處理器可以具有可以以分級方式布置的一對運算放大器。每個放大器可以具有多個增益設定。在一個非限制性實施例中，每個放大器可以具有八(8)個增益設定。因此，結合起來，盡管將有256個不同的組合，但是實際上組合中的許多可以提供相同增益。唯一增益設定的表可以用于調節(jié)范圍?；趥鞲衅鞯撵`敏度和期望范圍，可以選擇優(yōu)化Α/D轉換器中的分辨率的增益值?？梢詫⑦@些設置編程至傳感器中并且通過顯示菜單使得對用戶可用。在一些實施例中，將使分立范圍可用，因此用戶將不具有無限可調的量程標度。
[0082]現(xiàn)在參照圖14，將對根據(jù)一個或者多個實施例的方法進行描述。在步驟100處，傳感器部分200與發(fā)射器部分4接合。在步驟110處，發(fā)射器部分4從與傳感器部分2相關聯(lián)的存儲器62讀取電壓值。在步驟120處，發(fā)射器部分4向傳感器部分提供操作電壓。在步驟130處，傳感器部分200確定從發(fā)射器部分4接收的操作電壓值并且使該值對發(fā)射器部分4可用。在步驟140處，發(fā)射器將來自傳感器部分200的值與存儲器62中的值相比較。在步驟150處，發(fā)射器部分4基于在步驟140中執(zhí)行的比較調節(jié)操作電壓。在一些實施例中，使用可變電壓電源執(zhí)行該調節(jié)。可變電壓電源可以包括至少一個電位計。在一些實施例中，多個電位計可以用于提供粗略和精細的電壓調節(jié)。
[0083]可以實現(xiàn)公開設備的一些實施例，例如，使用存儲介質本公開的一些實施例可以使用——例如可以存儲一條指令或一組指令的存儲介質、計算機可讀介質或者制造品來實施，如果機器執(zhí)行所述一條指令或一組指令，可以導致機器執(zhí)行根據(jù)本公開的實施例的方法和/或操作。例如，這種機器可以包括任何合適的處理平臺、計算平臺、計算設備、計算系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、計算機、處理器等，且可以使用硬件和/或軟件的任意合適的組合來實現(xiàn)。計算機可讀介質或制造品可以包括，例如任何合適的存儲器單元、存儲器設備、存儲器物品、存儲器介質、存儲設備、存儲物品、存儲介質和/或存儲單元，例如存儲器(包括非臨時性存儲器)、可移動或不可移動介質、可擦除或不可擦除介質、可寫入或可再寫入介質、數(shù)字或模擬介質、硬盤、軟盤、光盤只讀存儲器(⑶-ROM)、可刻錄光盤(⑶-R)、可重寫光盤(⑶-RW)、光盤、磁介質、磁光介質、可移動存儲卡或盤、各種類型的數(shù)字多用途光盤(DVD)、磁帶、盒式磁帶等。指令可以包括任何適當類型的代碼，例如源代碼、編譯代碼、解釋代碼、可執(zhí)行代碼、靜態(tài)代碼、動態(tài)代碼、加密代碼等，使用任何適合的高級、低級、面向對象、可視、編譯和/或解釋的編程語言來實現(xiàn)。
[0084]參照圖15，示出了針對根據(jù)本發(fā)明的氣體檢測系統(tǒng)190的可選實施例的框圖。發(fā)射器部分4可以與一個、兩個或者η個(其中η是任意正整數(shù))數(shù)量的檢測器頭部分2結合使用。在一個實施例中，檢測器頭部分2A-2C (參見圖2)被配置為用于檢測有毒氣體的IR氣體傳感器205、催化式檢測器210和電化學傳感器215，然而應當理解的是，可以使用其它傳感器類型。安裝有IR氣體傳感器的檢測器頭2Α、安裝有催化珠傳感器的檢測器頭2Β和安裝有電化學傳感器的檢測器頭2C通過電纜48連接至發(fā)射器部分4。發(fā)射器4和檢測器頭部分2A-2C各自包括具有電纜延伸穿過的孔的壓蓋裝置。
[0085]在使用中，發(fā)射器部分4和檢測器頭部分2A-2C可以位于危險和/或易燃環(huán)境中?？蛇x擇地，檢測器頭部分2A-2C可以位于遠離發(fā)射器部分4的危險和/或易燃環(huán)境。在使用期間常常期望“熱插拔”一個或者多個傳感器部分200，即，例如，在傳感器損失靈敏度的情況下，在使用期間替換傳感器而無需明顯中斷系統(tǒng)。然而，熱插拔傳感器可能導致在用于發(fā)射器部分4或者傳感器部分205、210、215的電路中發(fā)生火花或者電弧?；鸹S后可能從壓蓋裝置中的孔漏出并且使危險位置燃燒。
[0086]為了降低火花發(fā)生的可能性，使用本質安全(IS)阻擋物，所述本質安全阻擋物包括用于根據(jù)用于本質安全的工業(yè)標準限制電流、電壓和功率的電路。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，每個傳感器部分205、210、215需要本質安全阻擋物。此外，IR氣體傳感器和催化式檢測器具有比電化學傳感器更高的電壓和電流需求。因此，為IR氣體傳感器和催化式檢測器提供IS電力比為電化學傳感器提供IR電力更難。
[0087]根據(jù)本發(fā)明，結合圖5、7和8描述的IS阻擋物42適合于向多個檢測器頭部分2提供IS電力和通信，所述檢測器頭部分包括不同的傳感器200類型，例如IR氣體傳感器205、催化珠傳感器210和電化學傳感器215。參照圖16，示出了針對發(fā)射器部分4的發(fā)射器系統(tǒng)框圖80。發(fā)射器系統(tǒng)80包括連接至輸入電壓84的電源82。如本文前面所述，電源82向發(fā)射器處理器46和關聯(lián)外圍電路(通常表示為附圖標記86)提供電力。IS阻擋物42隨后向一個或者多個檢測器頭部分2 (例如檢測器頭部分2A-2C)提供本質安全的電力和通信信號88。
[0088]參照圖17，示出了針對傳感器部分200的傳感器系統(tǒng)框圖90。盡管僅示出了一個傳感器部分200，但是應當理解的是，可以使用不同類型的多個傳感器核心12。傳感器系統(tǒng)90從發(fā)射器部分4接收本質安全的電力和通信信號88。電力和通信信號88被分離成電力信號98以及電力和通信信號160。電力和通信信號160被提供至傳感器電路96(其包括前面所述的傳感器處理器30和關聯(lián)電路)。傳感器系統(tǒng)90包括用于向傳感器電路96提供本質安全的電力信號的第一 IS阻擋物92。此外，許多類型的傳感器(例如電化學傳感器2C)在使用期間產(chǎn)生電壓。根據(jù)本發(fā)明，傳感器系統(tǒng)90還包括位于傳感器核心12與傳感器電路96之間的第二 IS阻擋物94，其用于向傳感器電路96提供本質安全的電力。第一和第二IS阻擋物92、94包括用于提供本質安全的電力的一個或者多個電阻器。
[0089]參照圖18，示出了用于提供IS電力信號的發(fā)射器電源阻擋電路162的示意圖。電路162可以是包括熔絲164、用于限制電流浪涌的第一電阻器166、用于限制連續(xù)電流的第二電阻器168和第一齊納二極管170。電路162還包括充當冗余齊納二極管的第二齊納二極管172和第三齊納二極管174。
[0090]參照圖19，示出了用于提供IS通信信號的發(fā)射器通信阻擋電路176的示意圖。電路176可以包括傳統(tǒng)的齊納阻擋電路，所述齊納阻擋電路包括熔絲178、用于限制電流浪涌的第一電阻器180、用于限制連續(xù)電流的第二電阻器182和第一齊納二極管184。電路176還包括充當冗余齊納二極管的第二齊納二極管186和第三齊納二極管188。
[0091]本發(fā)明允許使用單個阻擋組件用以向一個或者多個傳感器提供IS電力和通信信號，所述傳感器每個都具有不同的類型并且具有不同的電壓和電流需要。舉例來說，可以使用多個不同類型的傳感器部分200，例如安裝有IR氣體傳感器的檢測器頭2A、安裝有催化珠傳感器的檢測器頭2B和安裝有電化學傳感器的檢測器頭2C。此外，IS氣體傳感器205和催化珠傳感器210具有比電化學傳感器215更高的電壓和電流需求。
[0092]盡管此處描述了本公開的某些實施例，但這不作為對本公開的限制，本公開旨在涵蓋本領域中盡可能寬的范圍，而且對說明書的理解也應如此。因此，以上描述不應該被看作是限制，而是僅僅作為特殊實施例的范例。本領域技術人員將預見這里附帶的權利要求的范圍和精神內的其它修改。
【權利要求】
1.一種用于檢測氣體的存在的系統(tǒng)，包括: 發(fā)射器部分； 傳感器部分；以及 與所述發(fā)射器部分和所述傳感器部分相關聯(lián)的可變電壓電源，所述發(fā)射器部分用以從所述傳感器部分接收關于接收到的電壓的信息，所述發(fā)射器部分響應于從所述傳感器部分接收到的所述信息調節(jié)供電電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述可變電壓電源包括至少一個電位計。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，包括多個電位計以允許粗略和精細的電壓調節(jié)。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述發(fā)射器部分用于將從所述傳感器部分接收的信息發(fā)送至有線或者無線網(wǎng)絡。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所發(fā)送的信息包括至少一種感測的氣體的標識和所述至少一種感測的氣體的濃度。
6.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，包括與所述發(fā)射器相關聯(lián)的處理器用以將所述多個電位計中的至少一個設置為缺省值。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，包括與所述傳感器相關聯(lián)的處理器用以將所述傳感器要求的電壓的值傳送至所述發(fā)射器處理器。
8.一種用于調節(jié)傳感器激勵電壓的方法，包括: 在發(fā)射器部分處，向傳感器部分提供操作電壓； 在所述發(fā)射器處，從所述傳感器部分接收指示所述傳感器部分的操作所需要的電壓的信號；以及 在所述發(fā)射器處，對提供至所述傳感器部分的所述操作電壓進行調節(jié)。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，包括使用可變電壓電源調節(jié)所述操作電壓。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，所述可變電壓電源包括至少一個電位計。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，所述至少一個電位計包括第一和第二電位計，所述第一電位計用于粗略的電壓調節(jié)以及所述第二電位計用于精細的電壓調節(jié)。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，包括將從所述傳感器部分接收的信息發(fā)送至有線或者無線網(wǎng)絡。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所發(fā)送的信息包括至少一種感測的氣體的標識和所述至少一種感測的氣體的濃度。
14.根據(jù)權利要求10所述的方法，包括將所述多個電位計中的至少一個設置為缺省值。
15.一種通用氣體傳感器/發(fā)射器單元，包括: 包括傳感器核心和處理器的傳感器部分，所述處理器被配置為讀取接收的激勵電壓；以及 具有凹槽的發(fā)射器部分，所述凹槽被配置為接合所述傳感器的外表面幾何結構，所述發(fā)射器包括發(fā)射器處理器和至少一個電源電路，所述電源電路用于在所述外殼與所述發(fā)射器的凹槽接合時向所述傳感器提供可調電力；所述可調電源電路包括可由所述處理器控制的至少一個電位計用以調節(jié)供給所述傳感器部分的電力。
16.根據(jù)權利要求15所述的通用氣體傳感器/發(fā)射器單元 ，所述傳感器部分包括具有關聯(lián)存儲器的傳感器處理器，所述存儲器包括表示所述傳感器核心的激勵電壓的值。
17.根據(jù)權利要求16所述的通用氣體傳感器/發(fā)射器，所述傳感器處理器可操作用于將表示所述傳感器核心的激勵電壓的值發(fā)送至所述發(fā)射器處理器。
18.根據(jù)權利要求17所述的通用氣體傳感器/發(fā)射器，所述發(fā)射器處理器可操作用于確定由所述發(fā)射器單元提供的電力，將所提供電力的值與表示所述傳感器核心的激勵電壓的值相比較，以及當所提供的電力不同于表示所述傳感器核心的激勵電壓的值時進行調節(jié)。
19.根據(jù)權利要求16所述的通用氣體傳感器/發(fā)射器，所述存儲器包括針對所述傳感器部分的操作歷史信息。
20.根據(jù)權利要求15所述的通用氣體傳感器/發(fā)射器，所述傳感器部分的所述外表面幾何結構具有凹槽用于容納密封構件，以將所述傳感器部分的所述外表面幾何結構密封至所述發(fā)射器部分的所述凹槽。
21.一種用于校準傳感器的方法，包括: 以第一增益設定設置傳感器的原始零偏置和跨度； 以第二增益設定獲取零偏置； 獲取所述原始零偏置與所述第二增益設定處的零偏置的比；以及按照所述比來縮放校準因子以允許所述傳感`器在與所述第二增益設定相關聯(lián)的操作范圍中操作。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中所述跨度表示所述傳感器的滿標度范圍的50%。
23.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中所述縮放校準因子包括重新量程所述傳感器和縮放所述傳感器的校準。
24.一種用于為傳感器提供替換引導的方法，包括: 為傳感器確定靈敏度的降低， 確定隨時間的過去所述靈敏度的降低的趨勢，以及 調節(jié)與所述傳感器相關聯(lián)的增益參數(shù)以補償所述靈敏度的降低。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中調節(jié)包括從增益值的表選擇增益值。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中調節(jié)增益參數(shù)包括從所述表自動地選擇增益值。
27.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中調節(jié)增益參數(shù)包括從所述表進行的增益值的用戶選擇。
28.一種用于為傳感器調節(jié)操作范圍的方法，包括: 提供與所述傳感器相關聯(lián)的放大器； 為所述放大器提供增益設定的表格；以及 從所述表格選擇增益設定以優(yōu)化與所述傳感器相關聯(lián)的模數(shù)轉換器的分辨率； 其中選擇增益設定將所述傳感器調節(jié)至多個預定操作范圍中的一個。
29.根據(jù)權利要求28所述的方法，其中選擇增益設定設置所述傳感器以在分立操作范圍中操作。
30.根據(jù)權利要求28所述的方法，其中響應于用戶輸入，執(zhí)行選擇增益設定。
31.一種用于檢測氣體的存在的系統(tǒng)，包括:傳感器部分，用于感測目標氣體和提供表示所述氣體的信號； 發(fā)射器部分，用于將從所述傳感器部分接收的信息發(fā)送至網(wǎng)絡；以及 阻擋電路，用于限制至所述傳感器部分的電流、電壓和功率中的至少一個。
32.一種用于檢測一種或者多種氣體的存在的網(wǎng)絡，所述網(wǎng)絡包括多個權利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述多個系統(tǒng)針對所述相同或者不同的氣體進行感測。
33.根據(jù)權利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器部分包括紅外線氣體傳感器、催化珠傳感器、電化學傳感器、光致電離傳感器、金屬氧化物傳感器和它們的組合。
34.根據(jù)權利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述阻擋電路包括齊納二極管。
35.根據(jù)權利要求31所述的系統(tǒng)，進一步包括用于限制所述傳感器部分的電流、功率或者電壓中的至少一個的第二阻擋電路。
36.一種用于調節(jié)傳感器激勵電壓的方法，包括: 在發(fā)射器部分處，向傳感器部分提供操作電壓； 在所述發(fā)射器處，從所述傳感器部分接收指示所述傳感器部分的操作所需要的電壓的信號；以及 限制至所述傳感器部分的電流、電壓和功率中的至少一個。
37.根據(jù)權利要求31所述的系統(tǒng)，進一步包括多個傳感器部分。
【文檔編號】G01N27/407GK103492867SQ201280007074
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年1月31日 優(yōu)先權日:2011年1月31日
【發(fā)明者】S·E·小米利, F·阿達米, N·A·戴博拉西歐, B·E·麥倫頓, K·C·莫凱爾, E·R·小普勞普斯特 申請人:斯科特科技股份有限公司