变送器和控制其发光单元的方法

变送器和控制其发光单元的方法
【专利摘要】本公开提供一种变送器和控制其发光单元的方法。变送器包括：发光单元；发光控制单元，用于控制发光单元的打开和关闭；与发光控制单元耦合的磁性传感器；以及能够在遮盖发光单元的关闭位置和曝露发光单元的打开位置之间切换的附有磁体的盖构件，其中在盖构件处于关闭位置的情况下，磁性传感器能够根据磁体的磁场产生表示盖构件处于关闭位置的输出，其中，发光控制单元被配置为根据输出控制发光单元，使得在存在表示盖构件处于关闭位置的输出的情况下发光单元关闭。
【专利说明】变送器和控制其发光单元的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变送器，及对其发光单元进行控制的方法。
【背景技术】
[0002]应用于工业现场、能输出标准信号的传感器被称为变送器。变送器将通过感测获得的物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或以通讯协议方式输出。
[0003]为了便于现场操作者设置变送器参数、检查变送器工作状态、现场获取感测数据，变送器上普遍设置有显示各种参数和感测数据的显示面板和/或用于设置各种参数的操作面板，诸如触摸屏等。
[0004]由于变送器被设置在工业现场，而工业现场的环境非常复杂，直接曝露在外的输入面板可能因为各种原因被误操作，例如，树枝掉落或飞鸟停落造成的误输入。
[0005]此外，在现有的变送器中，无论是否有操作员进行观看或操作，显示面板和/或操作面板的背光一直处于打开状态，造成了电力的浪费。

【发明内容】

[0006]本申请的目的是提供一种可以避免由于现场环境造成的操作面板的误操作的变送器，该变送器可以适时关闭其上的发光单元。
[0007]此外，本申请的另一个目的是提供一种可以适时关闭变送器上的发光单元的控制方法。
[0008]根据本发明一个方面，提供一种变送器，包括:发光单元；发光控制单元，用于控制发光单元的打开和关闭；与发光控制单元耦合的磁性传感器；以及能够在遮盖发光单元的关闭位置和曝露发光单元的打开位置之间切换的附有磁体的盖构件，其中在盖构件处于关闭位置的情况下，磁性传感器能够根据磁体的磁场产生表示盖构件处于关闭位置的输出，其中，发光控制单元被配置为根据输出控制发光单元，使得在存在表示盖构件处于关闭位置的输出的情况下发光单元关闭。
[0009]根据本发明另一个方面，提供一种控制变送器上的发光单元的方法，包括:使变送器的附有磁体的盖构件能够在遮盖发光单元的关闭位置和曝露发光单元的打开位置之间切换；检测磁体的磁场，以在盖构件处于关闭位置的情况下，根据磁体的磁场产生表示盖构件处于关闭位置的输出；以及根据输出控制发光单元，使得在存在表示盖构件处于关闭位置的输出的情况下发光单元关闭。
[0010]使用根据本申请的变送器和控制变送器上的发光单元的方法，可以有效地避免由于复杂的现场环境造成的对变送器上的操作面板的误操作。此外，可以根据需要适时关闭变送器上的发光单元，诸如变送器的显示面板/操作面板的背光单元。从而，减小不必要的电力消耗。
【专利附图】

【附图说明】[0011]参照下面结合附图对本发明的实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。
[0012]图1是示出根据本发明实施例的变送器的结构的框图；
[0013]图2是示出根据本发明实施例的磁体磁场检测示意图；
[0014]图3是示出根据本发明实施例的磁性传感器根据磁体的磁场产生的电压信号的示意图；
[0015]图4是示出根据本发明实施例的发光单元控制方法的流程图；
[0016]图5是示出根据本发明另一个实施例的发光单元控制方法的流程图；
[0017]图6是示出根据本发明实施例的变送器的实例的立体图；
[0018]图7是示出根据本发明实施例的磁性传感器与发光控制单元的连接的电路图。
【具体实施方式】
[0019]下面参照附图来说明本发明的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0020]如图1中所示，变送器100包括发光单元101、发光控制单元102、磁性传感器103，以及附有磁体I的盖构件104。
[0021]发光单元101可以例如是为变送器上所设置的显示单元和/或操作单元提供背光的背光单元。
[0022]发光控制单元102对发光单元101的打开和关闭进行控制。盖构件104能够在遮盖发光单元101的关闭位置和曝露发光单元101的打开位置之间切换(图1中未示出这种位置关系)。磁性传感器103与发光控制单元102耦合，从而能够与发光控制单元102进行通信。磁性传感器103能够在盖构件104处于上述关闭位置的情况下，根据磁体I的磁场产生表示盖构件104处于关闭位置的输出，并将该输出提供给发光控制单元102。发光控制单元102被配置为根据该表示盖构件104处于关闭位置的输出来控制发光单元101，使得在存在表示盖构件104处于关闭位置的输出的情况下，发光单元101关闭。
[0023]发光单元101可以采用任何形式的发光器件，诸如发光二极管等。
[0024]发光控制单元102可以以任何方式来实现。在变送器100设置有微处理器的情况下，可以通过该微处理器来实现发光控制单元102的功能。当然，可选择地，也可以使用单独的器件来实现发光控制单元102的功能。
[0025]磁性传感器103可以根据具体需要，诸如现场环境等，选用市面上可以得到的任何磁性传感器。例如,可以采用AMR IC (异性磁电阻集成电路)，诸如村田制作所的AS — M系列。或者，可以采用使用霍尔元件构造的任何磁性检测器。
[0026]磁体I所使用的磁体的种类、体积、磁性大小都可以依据设计需要、所采用磁性传感器的要求等来确定。由于变送器用于各种复杂的现场环境，可能受到各种干扰，因而优选使用磁性较大的磁体，必要时可以选用体积较大的磁体，从而保证感测的准确度。
[0027]盖构件104的构造和形式、磁体I附于盖构件104上的位置以及磁体I的布置与磁场传感器103的布置的位置关系将在后面的实施例中，例如图6所示的实施例中，进行描述。[0028]图2中示出磁场传感器103对磁体I的磁场进行检测的示意图。随着附有磁体I的盖构件104在遮盖发光单元101的关闭位置和曝露发光单元101的打开位置之间切换，布置在变送器100中的磁性传感器103切割磁体I所产生磁场的磁力线。从而，磁性传感器103检测到由于与磁体I的距离发生变化而导致的所感测的磁场的变化。具体来说，当磁体I逐渐接近磁性传感器103时，磁性传感器103所感测到的磁体I的磁场强度逐渐增强；当磁体I逐渐远离磁性传感器时，磁性传感器103所感测到的磁体I的磁场强度逐渐减弱。因此，根据磁性传感器103所感测到的磁场强度的变化，可以确定磁体I与磁性传感器103之间的距离，从而进一步确定盖构件104的打开和关闭状态。
[0029]在一些实施例中，例如，磁性传感器103可以在所检测的磁场强度高于或低于预定阈值的情况下，产生表示盖构件104处于关闭位置的输出。
[0030]关于阈值的设置，例如，可以将盖构件104打开到特定程度时的磁场强度设置为阈值。该打开的特定程度例如指:盖构件104即将到达关闭位置的程度、盖构件104打开1/3的程度等。在阈值设定完成后，在磁性传感器103所检测到的磁场强度高于或低于该设定阈值的情况下，磁性传感器103产生表示盖构件104处于打开/关闭位置的输出。
[0031]例如，当磁体I与磁性传感器103之间的距离被设置为随着盖构件104从打开位置切换到关闭位置而变小时，在所检测的磁场强度高于预定阈值时，磁性传感器103产生表示盖构件104处于关闭位置的输出。当磁体I与磁性传感器103之间的距离被设置为随着盖构件104从打开位置切换到关闭位置而变大时，在所检测的磁场强度低于预定阈值时，磁性传感器103产生表不盖构件104处于关闭位置的输出。
[0032]在一些实施例中，为了能够更加准确地确定盖构件104是处于打开位置还是关闭位置，可以将磁体I和磁性传感器103布置为使得在盖构件104从最大程度打开位置到关闭位置，或反之从关闭位置到最大程度打开位置操作时，磁体I在磁性传感器103处产生的磁场的强度单调变化。例如，单调变大，或单调减小。
[0033]图3中示意性示出了磁性传感器103根据磁体I的磁场产生的电压信号。其中，附图标记“N”表示磁体磁场的N极，“S”表示磁体磁场的S极。Mtff和Mkp是如上面描述的所确定的阈值。如图3的实线箭头所示，当磁体I逐渐接近磁性传感器103，磁性传感器103检测到的磁场强度超过时，磁性传感器103的输出电压Votit从高电平Vffl变为低电平假设在一些实施例中，在盖构件104从打开位置向关闭位置操作的过程中，盖构件104上所附的磁体I逐渐靠近磁性传感器103，则磁性传感器103检测到的磁场强度越来越强。当所检测到的磁场强度大于时，可以确定盖构件104已经从打开位置切换到了关闭位置。这时，磁性传感器103产生表示盖构件处于关闭位置的输出。如图3所示，磁性传感器103产生从高电平Vra变为低电平Va的输出电压VTOT。
[0034]磁性传感器103被配置为与发光控制单兀102稱合。磁性传感器103的信号输出端与发光控制单元102的信号输入端耦合。当发光控制单元102发现存在表示盖构件104处于关闭位置的输出的情况下，例如，当发光控制单元102发现存在输出电压Vtot从高电平V0H到低电平的跳变时，或者，当发光控制单元102发现存在具有低电平Va的输出电压Vqut时，发光控制单元102使得发光单元101关闭或保持在关闭状态。
[0035]下面结合图4所示发光控制单元控制方法的流程对控制变送器中的发光单元的方法进行说明。[0036]在步骤S401中，使附有磁体I的盖构件104能够在遮盖发光单元101的关闭位置和曝露发光单元101的打开位置之间进行切换。
[0037]在步骤S402中，使用磁性传感器103检测磁体I产生的磁场。随着磁体I附着于其上的盖构件104在打开和关闭位置之间切换，磁体I与磁性传感器103的距离发生变化。磁性传感器103切割磁体I的磁场，从而检测磁场强度的变化。
[0038]在步骤S403中，在盖构件104处于关闭位置的情况下，磁性传感器103根据磁体I的磁场产生表示盖构件104处于关闭位置的输出。例如，磁性传感器103根据所检测到的磁场强度和预设的阈值确定盖构件104是否处于关闭位置。在确定盖构件104是处于关闭位置的情况下，磁性传感器103产生表示盖构件104处于关闭位置的输出，并将其输送到发光控制单元102。
[0039]在步骤S404中，发光控制单元102根据来自磁性传感器103的输入控制发光单元101，使得发光单元101关闭或保持在关闭状态。
[0040]回到图3，在一些实施例中，除利用图3中的实线箭头所示出的输出信号变化，还可以同时考虑这样的情况:如虚线箭头所示，当磁体I逐渐远离磁性传感器103，磁性传感器103检测到的磁场强度低于阈值Mkp时,磁性传感器103的输出电压Votjt从低电平V(^变为闻电平VQH。
[0041]例如，在一些实施例中，在盖构件104从打开位置向关闭位置操作的过程中，盖构件104上所附的磁体I逐渐靠近磁性传感器，则磁性传感器103检测到的磁场强度越来越强。当所检测到的磁场强度大于时，可以确定盖构件104已经从打开位置切换到了关闭位置。这时，磁性传感器103产生表示盖构件处于关闭位置的输出。如图3所示，磁性传感器103产生从高电平Vra变为低电平Va的输出电压VQUT。
[0042]相反，在盖构件104被从关闭位置向打开位置操作的过程中，盖构件104上所附的磁体I逐渐远离磁性传感器，则磁性传感器103检测到的磁场强度越来越弱。当所检测到的磁场强度低于Mkp时，可以确定盖构件104已经从关闭位置切换到了打开位置。这时，磁性传感器103产生表示盖构件处于打开位置的输出。诸如图3的示例，磁性传感器103产生从低电平V变为高电平Vffl的输出电压VTOT。
[0043]磁性传感器103的信号输出端与发光控制单元102的信号输入端耦合。当发光控制单元102发现存在表示盖构件104处于关闭位置的输出的情况下，例如，当发光控制单元102发现存在输出电压Vqut从高电平Vqh到低电平VQl的跳变时，或者，当发光控制单元102发现存在低电平V的输出电压Vqut时，发光控制单元102使得发光单元101关闭或保持在关闭状态。
[0044]当发光控制单元102发现存在表示盖构件104处于打开位置的输出的情况下，例如，当发光控制单元102发现存在输出电压Votit从低电平到高电平Vffl的跳变时，或者，当发光控制单元102发现存在高电平Vra的输出电压Vtot时，发光控制单元102使得发光单元101打开或保持在打开状态。
[0045]图3中，和Mkp显示为不同的值。当然，可选择地，例如在对操作准确性要求不高的情况下，Mw和Mkp可以采用相同的值。图3中所示Mtff和Mkp之间的区域称为磁滞区域。设置磁滞区域的目的之一是防止间歇电震。
[0046]下面结合图5对根据另一个实施例的发光单元控制方法进行描述。[0047]在步骤S501中，与在图4的步骤S401中相同，使附有磁体I的盖构件104能够在遮盖发光单元101的关闭位置和曝露发光单元101的打开位置之间进行切换。
[0048]在步骤S502中，与在图4的步骤S402中相同，使用磁性传感器103检测磁体I产生的磁场。随着磁体I附着于其上的盖构件104在打开和关闭位置之间切换，磁体I与磁性传感器103的距离发生变化。磁性传感器103切割磁体I的磁场，从而检测磁场强度的变化。
[0049]在盖构件104处于关闭位置的情况下,磁性传感器103根据磁体I的磁场产生表示盖构件104处于关闭位置的输出。例如，在步骤S503中，磁性传感器103根据所检测到的磁场强度和预设的阈值确定盖构件104是否处于关闭位置。如果确定盖构件104是处于关闭位置则进行到步骤S504。
[0050]在步骤S504中，磁性传感器103产生表示盖构件104处于关闭位置的输出，并将其输送到发光控制单元102。
[0051]在步骤S505中，与在图4的步骤S404中相同，发光控制单元102根据来自磁性传感器103的输入控制发光单元101，使得发光单元101关闭(进行关闭操作或保持关闭状态)。
[0052]与图4所示实施例不同地，例如，在步骤S503中磁性传感器103确定盖构件104不是处于关闭位置而是处于打开位置时，进行到步骤S506。
[0053]在步骤S506中，磁性传感器103产生表示盖构件104处于打开位置的输出，并将其输送到发光控制单元102。
[0054]在步骤S507中，发光控制单元102根据来自磁性传感器103的输入控制发光单元101，使得发光单元101打开(进行打开操作或保持打开状态)。
[0055]下面结合图6所示根据本发明实施例的变送器的实例的立体图，对盖构件104的构造形式以及磁体与磁性传感器的布置位置关系进行描述。在该实施例中，盖构件被配置为掀盖式。可以理解:根据变送器的发光单元的布置和形状的区别，以及其它设计考虑，还可以将盖构件配置为滑盖式以及其它任何形式。例如，可以构造这样的盖构件:该盖构件包括至少两个部分，各部分彼此间隔开的状态对应于曝露发光单元的打开位置，各部分彼此相接的状态对应于盖构件遮盖发光单元的关闭位置。这种盖构件的实例之一是剪刀型的盖构件，或者，可以是类似相机镜头盖似的盖构件。
[0056]图6中分别用矩形和正方形标记示例性示出了磁体I和磁性传感器103的位置。但可以理解:这里，无论磁体I在盖构件104上的位置、磁性传感器103在变送器100主体上的位置，以及磁体I和磁性传感器103的相对位置都只是示例性的，根据设计需要，诸如盖构件104所采用的形式不同等因素，还可以有其它各种设置方式，只要在盖构件104在打开位置和关闭位置之间切换时，磁性传感器103切割磁力线即可。
[0057]在图6中所示实施例中，磁体I安装在盖构件104远离掀动轴的一端。其优点是当盖构件104从最大程度的打开位置到关闭位置切换时，磁体I与磁性传感器103之间的距离变化最大。在该实施例中，当盖构件处在关闭位置时，磁体I与磁性传感器103之间的距离最近，磁性传感器103感测到的磁场强度最大。相反，当盖构件104处于最大程度的打开位置时，磁体I与磁性传感器103之间的距离最远，磁性传感器103感测到的磁场强度最弱。在该实施例中，磁性传感器103可以在感测到的磁场强度高于预定阈值时，输出表示盖构件104处于关闭位置的输出。此外，还可以在磁场强度低于相同预定阈值，或另一较低预定阈值时，输出表不盖构件104处于打开位置的输出，以作为发光控制单兀102控制发光单元101开、关的依据。
[0058]选择另一较低预定阈值的目的之一是:可以使盖构件104掀开到一定程度时，磁性传感器103才产生表不盖构件104打开的输出，从而发光控制单兀102根据该输出打开发光单元101。
[0059]在另外的实施例中，当盖构件104被构造为滑盖型时，可以将磁体I设置在滑盖的最前端，而将磁性传感器103设置在滑盖末端一侧的变送器侧壁上。当盖构件104处在关闭位置时，滑盖最前端远离末端一侧的变送器侧壁，磁性传感器103检测到的磁场较弱。当盖构件104处在打开位置时，滑盖最前端收回到末端一侧，因而靠近磁性传感器103。在这种情况下，磁性传感器103所检测到的磁场较强。因而，在该实施例中，磁性传感器103可以在感测到的磁场强度低于预定阈值时，输出表示盖构件104处于关闭位置的输出。此外，还可以在磁场强度高于相同预定阈值，或高于另一较高预定阈值时，输出表示盖构件104处于打开位置的输出，以作为发光控制单元102控制发光单元101开、关的依据。
[0060]同样，选择另一较高预定阈值的目的之一是:可以使盖构件104滑开到一定程度时，磁性传感器103才产生表不盖构件104打开的输出，从而发光控制单兀102根据该输出打开发光单元101。
[0061]下面结合图7说明发光控制单元102的实现，以及磁性传感器103与发光控制单元102的电路连接。图7是示出根据本发明实施例的磁性传感器103与发光控制单元102的连接的电路图。
[0062]通常使用的磁性传感器芯片一般有三个管脚。如图7所示，分别是用于提供芯片电源的Vdd管脚、接地的GND管脚以及进行数据传输的Vout管脚。
[0063]变送器中设置有用于对感测到的数据进行处理的微处理器，诸如是各种数字处理器芯片。在一些实施例中，可以使用该微处理器来实现发光控制单元的功能。如图7中所示，分别将磁性传感器芯片和微处理器的Vdd管脚和GND管脚分别连接电源和地。将磁性传感器芯片的数据输出管脚Vout连接到微处理器的数据输入输出管脚GP10。并且，对微处理器进行编程，使得其响应于该GPIO管脚处的输入信号对发光单元进行开、关控制。当然，还可以使用单独的结构来实现发光控制单元的功能，本领域技术人员在看到本说明书描述的内容时可以利用各种常用手段实现，不需再付出创造性的劳动。
[0064]使用上文中描述的变送器和控制变送器上的发光单元的方法，不仅由于盖构件的设置可以有效地避免由于复杂的现场环境造成的对变送器上的操作面板的误操作，而且可以根据查看的需要适时关闭变送器上的发光单元，诸如变送器的显示面板/操作面板的背光单元。从而，减小了不必要的电力消耗。
[0065]在此需要说明，上面结合附图对本发明的若干实施例进行了详细描述，但是，本领域技术人员理解，这些实施例并非穷举而且也不是意在对本公开所涵盖的范围进行限制。本领域的普通技术人员理解，在不偏离如权利要求书限定的本发明的范围的前提下可以进行各种修改和改变。
【权利要求】
1.一种变送器，包括: 发光单元； 发光控制单元，用于控制所述发光单元的打开和关闭； 与所述发光控制单元耦合的磁性传感器；以及 能够在遮盖所述发光单元的关闭位置和曝露所述发光单元的打开位置之间切换的附有磁体的盖构件， 其中，在所述盖构件处于所述关闭位置的情况下，所述磁性传感器能够根据所述磁体的磁场产生表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出，以及 所述发光控制单元被配置为根据所述输出控制所述发光单元，使得在存在表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出的情况下，所述发光单元关闭。
2.根据权利要求1所述的变送器，其中，在所述盖构件处于所述打开位置的情况下，所述磁性传感器能够根据所述磁体的磁场产生表示所述盖构件处于所述打开位置的输出，并且，所述发光控制单元被配置为根据表示所述盖构件处于所述打开位置的输出控制所述发光单元，使得在存在表示所述盖构件处于所述打开位置的输出的情况下，所述发光单元打开。
3.根据权利要求1或2所述的变送器，其中，所述盖构件被配置为掀盖式。
4.根据权利要求1或2所述的变送器，其中，所述盖构件被配置为滑盖式。
5.根据权利要求1或2所述的变送器，其中，所述盖构件包括至少两个部分，其中所述部分彼此间隔开的状态对应于所述打开位置，所述部分彼此相接的状态对应于所述关闭位置。
6.根据权利要求1至5中任一个所述的变送器，其中，所述磁体和所述磁性传感器被布置为使得在所述盖构件从最大程度打开位置到所述关闭位置或反之从所述关闭位置到最大程度打开位置操作时，所述磁体在所述磁性传感器处产生的磁场的强度单调变化。
7.根据权利要求1至6中任一个所述的变送器，还包括用于显示参数和/或感测数据的显示面板和/或用于设置参数的操作面板，其中，所述发光单元被配置为向所述显示面板或所述操作面板提供背光。
8.根据权利要求1至7中任一个所述的变送器，其中，所述发光单元包括发光二极管。
9.根据权利要求2所述的变送器，其中，当检测到的磁场强度高于预定阈值的情况下，所述磁场传感器产生表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出，否则产生表示所述盖构件处于打开位置的输出。
10.根据权利要求2所述的变送器，其中，当检测到的磁场强度低于预定阈值的情况下，所述磁场 传感器产生表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出，否则产生表示所述盖构件处于打开位置的输出。
11.一种控制变送器的发光单兀的方法,包括: 使所述变送器的附有磁体的盖构件能够在遮盖所述发光单元的关闭位置和曝露所述发光单元的打开位置之间切换； 检测所述磁体的磁场，以在所述盖构件处于所述关闭位置的情况下，根据所述磁体的磁场产生表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出；以及 根据所述输出控制所述发光单元，使得在存在表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出的情况下，所述发光单元关闭。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括: 检测所述磁体的磁场，以在所述盖构件处于所述打开位置的情况下，根据所述磁体的磁场产生表示所述盖构件处于所述打开位置的输出；以及 根据表示所述盖构件处于所述打开位置的输出控制所述发光单元，使得在存在表示所述盖构件处于所述打开位置的输出的情况下，所述发光单元打开。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所检测的磁场强度高于预定阈值的情况下，产生表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出，否则产生处于打开位置的输出。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所检测的磁场强度低于预定阈值的情况下，产生表示所述盖构件处于所述关闭位置的输出，否则产生处于打开位置的输出。
【文档编号】G01D5/00GK103630149SQ201210296720
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】刘奂, 沈凯, 赵恒
申请人:艾默生过程控制流量技术有限公司