用于自动调节气体传感器设置和参数的系统和方法_4

文档序号:8471813阅读:来源:国知局
VDC)的步降(降压)开关稳压器。特别地,可调电源电路64包括具有两个数字电位计68、70的可调电源。一个电位计68用于粗略的电压调节并且第二电位计70用于精细的电压调节。如应当理解的,输出电力72通过调节电位计进行调节,被相应地提供至传感器部分2。
[0072]现在参照图10,示出了示例性可调电源电路(Vadjus^出电压)。参照图11,所示示例性电路用于提供由发射器处理器46使用的2.5V基准电压。如前所述,发射器处理器将从传感器部分读取的Vadjust电压与该基准电压相比较以确定对传感器部分的V adjust电压进行调节的需要。
[0073]参照图12,示出了示例性气体发射器/传感器处理器的示意图,其中Vadjust输出电压通过分压器电路和外部基准电压被读取至模数转换(A/D)输入端中。参照图13,示出了示例性传感器处理器的示意图,其中Vadjust输出电压通过分压器电路被读取至模数转换(A/D)输入端中。
[0074]如上所述,所公开的系统可以自动地调节提供至特定传感器部分的激励电压以匹配传感器类型的确切需要。
[0075]因此,传感器需要的特定电压可以不同于最初由发射器部分4提供的缺省电压。特定于传感器的电压可以作为参数存储在传感器的易失性存储器62中并且可以由传感器处理器30和发射器处理器46访问。当认识到新传感器部分200已经被安装时,该参数可以是最初由发射器部分4读取的参数中的一个。使用发射器部分4的处理器板36上的A/D转换器读取初始的传感器电压设置。一旦设置,发射器处理器46从传感器部分200读取该电压并且使用该值作为初始电压,所述初始电压通过发射器部分4提供给传感器部分200。
[0076]为了设置该初始值,发射器处理器46可以将第一和第二电位计68、70设置为缺省值用以向传感器部分200提供初始激励电压。传感器处理器30测量接收到的电压的确切值,并且确定其是否对应于由发射器部分4提供的电压。发射器处理器和传感器处理器46、30通过分压器电路将Vadjust输出电压读取至各自处理器上的模数转换(A/D)输入端中(参见图12和13)。发射器处理器46使用外部基准电压电路用于它的测量。传感器处理器30使用处理器的内部电压基准用于它的测量。传感器处理器将在传感器部分200处读取的Vadjust电压传送至发射器处理器。发射器处理器将在传感器部分200处读取的V adJust电压与在发射器处理器46处读取的电压相比较,并且确定对传感器部分200的Vadjust电压进行调节的需要。如果发射器处理器46确定需要电压调节,那么它调节第一和/或第二电位计68、70用以向传感器部分200提供需要的调节电压。
[0077]在一个实施例中,当新的传感器部分被“插入”关联检测器头部分2中时,作为初始化处理的一部分,传感器处理器30向发射器处理器46通信其需要例如4.5V的激励电压。作为响应,发射器处理器46调节第一和第二电位计68、70用以向传感器部分200提供
4.5V。传感器开始操作,传感器处理器30测量从发射器部分4实际收到的电压,并且将实际接收的电压值转送至发射器处理器46。例如,尽管发射器部分可以被配置为向传感器部分提供4.5V,但是如在传感器处测量的,由传感器部分200接收的实际电压可以是4.25V。当从传感器处理器30接收该信息时,发射器处理器46可以增大电压,直到传感器感测到
4.5Vo
[0078]因此,公开的可调电源配置是自动化特征,其“告诉”发射器部分传感器部分正在接收的是什么激励电压,并且提供闭环误差校正以确保一直向传感器部分提供需要的电压。在一个实施例中,提供可调电源配置的电路作为发射器部分4的一部分,优选地作为处理器板36的一部分。
[0079]如应当理解的,除了向传感器部分200提供正确的初始电源以外,公开的电源电路还可以自动地补偿由局部和环境温度变化引起的电源电压的变化。
[0080]当初始安装时,通常对传感器进行校准。这需要零位,所述零位设置传感器中的零偏置以及传感器的跨度(通常在满标度的50%)。这给出了随后用于计算气体浓度的传感器的固定点。公开的系统允许传感器在单个值或者有限范围内进行校准,随后进行传感器的重新量程和校准数据的缩放,因此对于不同范围中的传感器的操作不需要重新校准。例如,系统可以在新的增益设定处读取零偏置,与前面的零偏置相比较并且随后为了在期望的范围内操作按照相同比例缩放校准因子。
[0081]公开的系统和方法可以用于向特定传感器部分200提供替换引导。因此,在定期传感器校准操作期间,可以确定相应的传感器灵敏度损失。随时间的过去,该损失信息趋向于产生寿命结束的预测。趋势信息还可以用于调节增益参数以延长传感器的使用寿命。例如,系统可以包括针对每个范围的增益值的表格。用户可以从这些增益值选择以获取期望的操作范围。
[0082]如前所述,不同目标气体的检测需要使用多种特定传感器类型。另外,为了检测目标气体的特定浓度范围(例如,0-25ppm、0-50ppm),特定信号调节被提供用以使得发射器能够处理接收到的信号。对于当前的设备,这种信号调节由特定于传感器或者特定于发射器的调节电路提供。这需要储存大量特定用途的传感器/发射器。公开的系统和方法消除了对这种特定用途电路的需要。对于公开的系统和方法,通过调节内置到微处理器中的增益而不是使用固定元件,单个电路类型可以被配置用于特定目标气体。使用增益调节,可以对感测范围(例如,0-25ppm、0-50ppm)进行调节。结果是对于特定气体仅仅需要储存单个传感器。在一个实施例中,传感器可以使用缺省范围进行装配,并且最终用户可以通过用户界面将传感器调节至多种预定范围中的一个。例如,发射器处理器可以具有可以以分级方式布置的一对运算放大器。每个放大器可以具有多个增益设定。在一个非限制性实施例中,每个放大器可以具有八(8)个增益设定。因此,结合起来,尽管将有256个不同的组合,但是实际上组合中的许多可以提供相同增益。唯一增益设定的表可以用于调节范围。基于传感器的灵敏度和期望范围,可以选择优化A/D转换器中的分辨率的增益值。可以将这些设置编程至传感器中并且通过显示菜单使得对用户可用。在一些实施例中,将使分立范围可用,因此用户将不具有无限可调的量程标度。
[0083]现在参照图14,将对根据一个或者多个实施例的方法进行描述。在步骤100处,传感器部分200与发射器部分4接合。在步骤110处,发射器部分4从与传感器部分2相关联的存储器62读取电压值。在步骤120处,发射器部分4向传感器部分提供操作电压。在步骤130处,传感器部分200确定从发射器部分4接收的操作电压值并且使该值对发射器部分4可用。在步骤140处,发射器将来自传感器部分200的值与存储器62中的值相比较。在步骤150处,发射器部分4基于在步骤140中执行的比较调节操作电压。在一些实施例中,使用可变电压电源执行该调节。可变电压电源可以包括至少一个电位计。在一些实施例中,多个电位计可以用于提供粗略和精细的电压调节。
[0084]可以实现公开设备的一些实施例,例如,使用存储介质本公开的一些实施例可以使用一一例如可以存储一条指令或一组指令的存储介质、计算机可读介质或者制造品来实施,如果机器执行所述一条指令或一组指令,可以导致机器执行根据本公开的实施例的方法和/或操作。例如,这种机器可以包括任何合适的处理平台、计算平台、计算设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器等,且可以使用硬件和/或软件的任意合适的组合来实现。计算机可读介质或制造品可以包括,例如任何合适的存储器单元、存储器设备、存储器物品、存储器介质、存储设备、存储物品、存储介质和/或存储单元,例如存储器(包括非临时性存储器)、可移动或不可移动介质、可擦除或不可擦除介质、可写入或可再写入介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、可刻录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、光盘、磁介质、磁光介质、可移动存储卡或盘、各种类型的数字多用途光盘(DVD)、磁带、
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1