专利名称：一种变送器故障诊断电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种变送器故障诊断电路，另外，本发明还涉及一种变送器故障诊断方法。
背景技术：
传感器在科学研究和技术开发中，特别是在信息技术，自动化技术，现代制造等技术中，起着不可替代的作用，压力传感器是目前应用数量最多的一种传感器，广泛应用于石油、化工等工业领域以及航空、航天等国防领域。现在压力变送器应用越来越多，在实际工作中，压力变送器由于受到各种环境因素的影响，就会发生损坏或者故障，导致无输出或者信号不正常。一般情况下，压力变送器坏了很难确定具体损坏的部分，损坏的部位有可能是传感器芯体或者变送器处理模块，难以快速定位故障所在，现在很多厂家在处理发生故障的压力变送器的时候习惯将压力变送器拆掉，按照常规的方法检测，这样检查和维修比较麻烦，且耗费时间和人力。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明提供一种变送器故障诊断电路。另外，本发明还提供一种变送器故障诊断方法。本发明提供的一种变送器故障诊断电路，包括传感器，用于检测物理量并形成检测信号；信号处理模块，用于接收所述传感器的检测信号并进行处理后输出；标准信号输入模块，用于向所述信号处理模块提供标准信号；切换开关，所述切换开关与所述传感器和信号处理模块连接，同时还与所述标准信号输入模块和信号处理模块连接；所述切换开关连接所述传感器和信号处理模块的同时断开所述标准信号输入模块和信号处理模块；或所述切换开关断开所述传感器和信号处理模块的同时连接所述标准信号输入模块和信号处理模块。优选的，所述传感器包括压力传感器、温度传感器、液位传感器、或流量传感器。优选的，所述压力传感器为差分式压力传感器，所述切换开关为双刀双掷切换开关。优选的，所述差分式压力传感器的两个端脚分别接入所述信号处理模块的正相输入端和反相输入端，另外两个端脚分别接入所述双刀双掷切换开关的一侧，所述标准信号输入模块的两个端脚分别接入所述双刀双掷切换开关的另一侧，所述双刀双掷切换开关的两个切换刀分别接入所述信号处理模块的第一变送信号输入端和第二变送信号输入端。优选的，所述双刀双掷切换开关为由外部信号控制的切换开关、或手动切换的切换开关。优选的，所述切换开关为单刀双掷切换开关，所述压力传感器的一个端脚接入所述信号处理模块，另一端脚接入所述单刀双掷切换开关的一侧，所述标准信号输入模块的一个端脚接入所述单刀双掷切换开关的另一侧，所述单刀双掷切换开关的切换刀接入所述信号处理模块。优选的，所述标准信号为从无故障状态下传感器输出检测信号的范围中选取的一个信号值。本发明提供的一种变送器故障诊断方法，包括如下步骤步骤a:当变送器出现故障时，切断变送器内部传感器与信号处理模块之间的信号传递；步骤b 单独向信号处理模块输入一个标准信号；步骤c 判断所述信号处理模块对所述标准信号进行处理后输出的信号是否正常，若正常则传感器存在故障，若不正常则信号处理模块存在故障。优选的，所述标准信号为从无故障状态下传感器输出检测信号的范围中选取的一个信号值。采用本发明提供的一种变送器故障诊断电路带来的有益效果为(1)本发明在原有变送器电路中加入标准信号输入模块，用于向信号处理模块输入一个标准的信号，该标准信号从传感器无故障状态下，正常工作时输出的检测信号的范围中选却的一个值。同时设置切换开关，通过切换开关来切换传感器与信号处理模块连接、或标准信号输入单元与信号处理模块连接。当出现故障时，切换开关切断传感器与信号处理模块的连接，改为连接标准信号输入模块与信号处理模块，由标准信号输入模块向信号处理模块输入一个标准信号，信号处理模块根据正常的标准信号进行处理后输出，如输出结果也正常，则可判断故障不在信号处理模块，而在传感器。反之，则故障在信号处理模块。通过设置一个标准信号输入模块，提供一个标准信号的基准参考信号，通过切换开关进行切换，结构简单、故障判断清楚、方便。原理构造简单、成本低、便于维护，可在现有变送器基础上改进即可实现。且占用空间小，利于变送器的小型化。(2)切换开关采用由外部控制信号控制切换的开关，控制方便，整个变送器可做密封处理，不易落灰，延长变送器使用寿命。采用本发明提供的一种变送器故障诊断方法带来的有益效果为当变送器出现故障时，断开变送器现有的传感器与信号处理模块之间的连接，另外单独向信号处理模块输入一个标准信号值，该标准信号值为传感器正常工作时、无故障时输出的检测信号范围中选取的一个固定值，当信号处理模块根据该标注信号输入的结构不正常时，则可判断是信号处理模块出现了故障，如结果正常，则可判断是传感器出现了故障。检测方法简单、快速、 易于实现，检测结果可靠。
图1所示为本发明提供的故障诊断电路的电路图。图2所示为本发明提供的具体实施例中故障诊断电路的电路图。图3所示为本发明提供的故障诊断方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，为本发明提供一种变送器故障诊断电路，包括传感器11，用于检测物理量并形成检测信号；检测的物理量可以是温度、压力、液位、流量等参数信息。信号处理模块12，用于接收所述传感器的检测信号并进行处理后输出；信号处理模块12对检测信号的处理主要是对其进行放大后输出。标准信号输入模块13，用于向所述信号处理模块12提供标准信号。所述标准信号为从无故障状态下传感器11输出检测信号的范围中选取的一个信号值。该信号值作为标准信号，用于体现传感器正常工作时、无故障时输出的检测信号。切换开关14，所述切换开关14与所述传感器11和信号处理模块12连接，同时还与所述标准信号输入模块13和信号处理模块12连接；所述切换开关14连接所述传感器11和信号处理模块12的同时断开所述标准信号输入模块13和信号处理模块12 ；或所述切换开关14断开所述传感器11和信号处理模块12的同时连接所述标准信号输入模块13和信号处理模块12。所述传感器11包括压力传感器、温度传感器、液位传感器、或流量传感器。在本实施例中，如图2所示，传感器11为压力传感器，且所述压力传感器为差分式压力传感器，所述切换开关14为双刀双掷切换开关。如图2所示，所述差分式压力传感器的两个端脚分别接入所述信号处理模块12的正相输入端IN+和反相输入端IN-，另外两个端脚分别接入所述双刀双掷切换开关一侧的 Al脚和A2脚，所述标准信号输入模块13的两个端脚分别接入所述双刀双掷切换开关另一侧的Bl脚和B2脚，所述双刀双掷切换开关的两个切换刀C分别接入所述信号处理模块的第一变送信号输入端IPl和第二变送信号输入端IP2。如1所示的电路图示出根据传感器类型的不同，比如差分式、单信号等传感器，其输出可以为单路信号或多路信号，相应的切换开关的Al至An，Bl至做相应的数量变化，输入信号处理模块的第一变送信号输入端 IPl至第η变送信号输入端IPn也做相应的数量变化。图2所示的实施例传感器采用差分式压力传感器。在本实施例中，所述双刀双掷切换开关为由外部信号控制的切换开关，外部的控制信号接入双刀双掷切换开关对其切换进行控制。除本实施例提供的切换开关外，也可采用手动切换的切换开关，通过手动进行切换。本发明的故障检测电路在检测故障时，首先操作切换开关14切换电路，使信号处理模块I2与标准信号输入模块13连接，断开传感器11与信号处理模块12。标准信号输入模块13向信号处理模块12输入一个标准的信号，该标准信号是从传感器11无故障状态下，正常工作时输出的检测信号的范围中选却的一个值。信号处理模块12根据正常的标准信号进行放大处理后输出，如输出结果也正常，则可判断故障不在信号处理模块12，而在传感器11。反之，则故障在信号处理模块12。通过设置一个标准信号输入模块13，提供一个标准信号的基准参考信号，通过切换开关14进行切换，结构简单、故障判断清楚、方便。原理构造简单、成本低、便于维护，可在现有变送器基础上改进即可实现。且占用空间小，利于变送器的小型化。在本发明提供的另一优选实施例中，不同之处在于，所述压力传感器为单信号的传感器，相应的，所述切换开关为单刀双掷切换开关，所述压力传感器的一个端脚接入所述信号处理模块，另一端脚接入所述单刀双掷切换开关的一侧，所述标准信号输入模块的一个端脚接入所述单刀双掷切换开关的另一侧，所述单刀双掷切换开关的切换刀接入所述信号处理模块。本发明除了提供上述的故障诊断电路外，还提供一种变送器故障诊断方法，如图3 所示，包括如下步骤步骤a:当变送器出现故障时，切断变送器内部传感器与信号处理模块之间的信号传递。步骤b 单独向信号处理模块输入一个标准信号。所述标准信号为从无故障状态下传感器输出检测信号的范围中选取的一个信号值。步骤c 判断所述信号处理模块对所述标准信号进行处理后输出的信号是否正常，若正常则传感器存在故障，若不正常则信号处理模块存在故障。当变送器出现故障时，断开变送器现有的传感器与信号处理模块之间的连接，另外单独向信号处理模块输入一个标准信号值，该标准信号值为传感器正常工作时、无故障时输出的检测信号范围中选取的一个固定值，当信号处理模块根据该标注信号输入的结构不正常时，则可判断是信号处理模块出现了故障，如结果正常，则可判断是传感器出现了故障。检测方法简单、快速、易于实现，检测结果可靠。本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中， 该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。 在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种变送器故障诊断电路，其特征在于，包括传感器(11)，用于检测物理量并形成检测信号；信号处理模块(12)，用于接收所述传感器的检测信号并进行处理后输出；标准信号输入模块(13)，用于向所述信号处理模块(1 提供标准信号；切换开关(14)，所述切换开关(14)与所述传感器(11)和信号处理模块(12)连接，同时还与所述标准信号输入模块(1 和信号处理模块(1 连接；所述切换开关(14)连接所述传感器(11)和信号处理模块(12)的同时断开所述标准信号输入模块(13)和信号处理模块(12)；或所述切换开关(14)断开所述传感器(11)和信号处理模块(1 的同时连接所述标准信号输入模块(1 和信号处理模块(12)。
2.根据权利要求1所述的故障诊断电路，其特征在于所述传感器(11)包括压力传感器、温度传感器、液位传感器、或流量传感器。
3.根据权利要求2所述的故障诊断电路，其特征在于所述压力传感器为差分式压力传感器，所述切换开关(14)为双刀双掷切换开关。
4.根据权利要求3所述的故障诊断电路，其特征在于所述差分式压力传感器的两个端脚分别接入所述信号处理模块(1 的正相输入端(IN+)和反相输入端(IN-)，另外两个端脚分别接入所述双刀双掷切换开关的一侧(A)，所述标准信号输入模块(1 的两个端脚分别接入所述双刀双掷切换开关的另一侧(B)，所述双刀双掷切换开关的两个切换刀(C) 分别接入所述信号处理模块的第一变送信号输入端(IPl)和第二变送信号输入端(IP2)。
5.根据权利要求4所述的故障诊断电路，其特征在于所述双刀双掷切换开关为由外部信号控制的切换开关、或手动切换的切换开关。
6.根据权利要求2所述的故障诊断电路，其特征在于所述切换开关为单刀双掷切换开关，所述压力传感器的一个端脚接入所述信号处理模块，另一端脚接入所述单刀双掷切换开关的一侧，所述标准信号输入模块的一个端脚接入所述单刀双掷切换开关的另一侧， 所述单刀双掷切换开关的切换刀接入所述信号处理模块。
7.根据权利要求1至6任一所述的故障诊断电路，其特征在于所述标准信号为从无故障状态下传感器(11)输出检测信号的范围中选取的一个信号值。
8.—种变送器故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤步骤a:当变送器出现故障时，切断变送器内部传感器与信号处理模块之间的信号传递；步骤b 单独向信号处理模块输入一个标准信号；步骤c 判断所述信号处理模块对所述标准信号进行处理后输出的信号是否正常，若正常则传感器存在故障，若不正常则信号处理模块存在故障。
9.根据权利要求8所述的故障诊断方法，其特征在于所述标准信号为从无故障状态下传感器输出检测信号的范围中选取的一个信号值。
全文摘要
本发明涉及一种变送器故障诊断电路及方法，故障诊断电路包括传感器，信号处理模块，标准信号输入模块，切换开关，切换开关与传感器和信号处理模块连接，同时还与标准信号输入模块和信号处理模块连接。本发明通过标准信号输入模块向信号处理模块输入一个标准信号，通过切换开关来切换传感器与信号处理模块连接、或标准信号输入单元与信号处理模块连接。当出现故障时，切换开关切断传感器与信号处理模块的连接，改为连接标准信号输入模块与信号处理模块连接，由标准信号输入模块向信号处理模块输入标准信号，信号处理模块根据标准信号进行处理后输出，如输出结果正常，则传感器有故障。反之，则信号处理模块有故障。结构简单、成本低、便于维护。
文档编号G01D18/00GK102322890SQ20111027591
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年5月30日
发明者周翔, 王汉其, 袁庆国 申请人:三一重工股份有限公司