变送器设备及监控其周边环境中的变化的方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上涉及监控技术，具体而言，涉及一种变送器设备及监控其周边环境 中的变化的方法。
【背景技术】
[0002] 在当前许多设备中、比如众多流量计的变送器设计中，都不具备对周边环境实施 监控这一功能。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上问题，根据本公开一个实施方式，提供一种变送器设备，具有监控单元， 用于监控所述变送器设备周边环境中的变化。
[0004] 根据本公开另一个实施方式，提供一种在变送器设备中监控周边环境中的变化的 方法，该方法包括如下步骤：由所述变送器设备监控其周边环境中的变化。
[0005] 根据本公开实施方式的技术方案，监控设备自身能够监控周边的环境并可进行相 应的操作。此外，电路和机械机构实现简单。
【附图说明】
[0006] 参照下面结合附图对本公开实施例的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其 它目的、特点和优点。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本公开的原理。为 了便于示出和描述本公开的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据 本公开实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在附图中，相同的或类似的技术特 征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
[0007] 图1示出了根据本公开实施方式的变送器设备100的外观示意图；
[0008] 图2示出了根据本公开一个实施方式的变送器设备的配置的结构框图；
[0009] 图3示出了根据本公开一个实施方式的监控单元的具体实施的结构框图；
[0010] 图4示出了BISS0001芯片的内部结构图；
[0011] 图5(a)示出了BISS0001芯片的引脚图，且图5(b)示出了BISS0001芯片的外观 图；
[0012] 图6示出了BISS0001芯片的不可重复工作模式的波形图；
[0013] 图7示出了BISS0001芯片的可重复工作模式的波形图；
[0014] 图8(a)_8(b)分别示出了根据本公开另外的实施方式的变送器设备的配置的结 构框图；
[0015] 图9示出了在变送器设备中监控单元和报警单元的具体实现例子；
[0016] 图10示出在变送器中监控单元和供电单元的具体实现例子；
[0017] 图11示出了根据本公开又一实施方式的变送器设备的配置的结构框图；
[0018] 图12示出了根据本公开一实施方式的监控单元的配置的结构框图；
[0019] 图13示出了变送器设备包括菲涅尔透镜的情况下的具体配置例子；
[0020] 图14示出了菲涅耳透镜结构的示意图；以及
[0021] 图15描绘了根据本公开实施方式的用于监控设备周边环境的方法。
【具体实施方式】
[0022] 下面参照附图来说明本公开的实施例。在本公开的一个附图或一种实施方式中描 述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应 当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本公开无关的、本领域普通技术人员已知 的部件和处理的表示和描述。
[0023] 图1示出了根据本公开实施方式的变送器设备100的外观图。该变送器设备包括 监控单元110,用于监控所述变送器设备周边环境中的变化。如图所示，监控单元110安装 在变送器设备100的显示面板上，然而实现时不限于此，本领域技术人员可以根据实际需 要采用各种设置方式，只要能够实现本公开的目的。监控单元110可以用来探测变送器设 备周边环境中的变化，该变化比如有人闯入变送器设备100的工作范围内，或者是在变送 器设备100的工作范围内出现工作人员，或者可以是湿度、亮度、温度的变化等，从而根据 该变化产生相应的动作，例如发出声音或烟雾警报，从而关闭变送器设备100或启动变送 器设备100等。本公开在此不受限制。
[0024] 如图2所示，监控单元110包括感测部件1101。感测部件1101用于感测预定空间 内的变化，并将感测到的变化转换成电信号。该电信号可以被提供给变送器设备1〇〇。该预 定空间的范围根据安装监控单元110的设备不同、监控的目的不同而不同。如上所述，该预 定空间的范围可以是变送器设备100的工作范围。本领域技术人员可以根据实际需要设定 该范围大小，本公开在此不受特别限制。
[0025] 感测部件的具体实现例子
[0026] 根据一个示例，感测部件是红外传感器，例如热释电红外传感器。在此情况下，还 可以对热释电红外传感器耦接一热释电红外探测器芯片，以对传感器的输出信号进行放 大、滤波等处理。即感测部件也可以是热释电红外传感器和热释电红外探测器芯片二者的 结合，如图3所示。此时感测部件也被称为热释电红外探测器。在图3中，热释电红外传感 器以RE200B为例示出。典型的热释电红外传感器使用热释电材料（比如硫酸三甘氨酸或 者锂钽铁矿），配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。如果材料的温度发生变化（在 探测器壳体内受到热辐射时），材料的极性也会改变。它能以非接触方式检测出来自人体发 出的红外辐射，将其转化为电信号输出，并可有效抑制人体辐射波长以外的干扰辐射，如阳 光、灯光及其反射光。
[0027] 在室温条件下，任何物品都有辐射。温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动 物，红外辐射也最稳定。热释电红外探测器属于被动探测器的一种，即探测器本身不发射任 何能量，只被动接收、探测来自环境的红外辐射。在无人或动物进入探测区域即上文所述的 预定空间内时，现场的红外辐射稳定不变。一旦有人体红外辐射进来，热释电红外传感器和 热释电红外探测器芯片就会产生突变电信号。热释电红外探测器形成的警戒线一般可达到 数十米。举例来说，热释电红外传感器的探测波长范围是8-14i!m，人体辐射的红外峰值波 长约为9. 4iim,正好在该范围以内。
[0028] 通过热释电红外探测器这样的被动探测器实现的方案可以达到降低功耗、延长电 路元器件寿命的优点。
[0029] 以上示例了感测部件是热释电红外探测器的例子。例如，感测部件还可以包括超 声波传感器，其发射超声波脉冲并且检测预定空间内移动物体对超声波脉冲的反射，或者 是微波传感器，其发射微波脉冲并且检测在预定空间内所述移动物体对微波脉冲的反射。 本领域技术人员还可以根据探测的信号不同而采用不同的传感器，本公开在此不受限制。 感测部件也可以采用以上传感器中的两个或更多个，从而只要以上传感器中的一个检测到 了变化，就表示空间中存在变化。也可以是两个或全部传感器检测到变化才表示空间中有 变化，这样更严格地控制对变化的检测，可以防止虚假警报的产生，降低处理虚假警报的成 本等。
[0030] 感测部件中包含的热释电红外探测器芯片可以对热释电红外传感器输出的电信 号进行诸如滤波、放大的处理。经过这样的处理，热释电红外传感器输出的电信号去除了杂 音、噪声等，并且更大的信号幅度能够被更容易地检测到。下面描述热释电红外探测器芯片 的一个具体实现例子。红外探测器芯片的例子可以是热释电红外探测器芯片BISS0001。该 芯片的特点如下：
[0031] ?低功耗CMOS数模混合专用集成电路（适合于电池供电的被动红外装置）
[0032] ?具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处理
[0033] ?内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰，良好的抗噪性能
[0034] 籲内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽
[0035] ?双重模式：可重复触发和不可重复触发模式
[0036] ?采用16脚DIP封装或S0P封装。
[0037] 图4示出了其内部结构图。如图4所示，其是由运算放大器0P、电压比较器 C0P、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。 BISS0001芯片的引脚图如图5 (a)所示，引脚的定义和功能如表格1所示。芯片额定工作范 围如表格2所示。图5(b)示出了BISS0001芯片的外观图。
[0038] 表格1 :BISS0001芯片引脚定义和功能
[0039]
[0040] 其中Tx是触发后输出引脚V0保持为高电平的持续时间，Ti是触发被抑制的时间。
[0041] 表格 2 :BISS0001 芯片额定工作范围（TA= 25°C，VSS= 0V)
[0042]
[0043]
[0044] 下面参考图6-7介绍BISS0001芯片的两种工作模式，分别是不可重复工作模式 和可重复工作模式。
[0045] 以图6所示的不可重复触发模式下的波形，来说明不可重复工作模式中的工作过 程。首先，根据实际需要，利用运算放大器0P1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然 后耦合给运算放大器0P2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(~0. 5VDD)后，将 输出信号V2送到由比较器C0P1和C0P2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号VS。由于 VH~0? 7VDD、VL~0? 3VDD，所以，当VDD= 5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统 的可靠性。C0P3是一个条件比较器。当输入电压VC〈VR(~0. 2VDD)时，C0P3输出为高电 平，进入延时周期。当A端接" 0 "电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时 间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时