[發明專利]智能變送器及基于單穩態電路的安全保護裝置

有效

• 申請號: 200810200070.6
• 申請日: 2008-09-18
• 公開（公告）號: CN101354268A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 丁云;李堂忠;朱麗萍
• 申請（專利權）人: 浙江中控自動化儀表有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及智能變送器技術領域，特別涉及一種基于單穩態電路的安全保護裝置以及使用該安全保護裝置的智能變送器。

背景技術

工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓力、速度、角度等，這些非電物理量都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上。而變送器便是被用來將物理量轉換成電信號的設備。

目前主流變送器是4～20mA的兩線制智能變送器。兩線制變送器是指現場變送器與控制室儀表聯系僅用兩根導線，這兩根線既是電源線，又是信號線。而為了實現智能變送器的基本功能，如線性化處理、溫度補償、自動零點和量程調整以及數字通信等，一些關鍵器件如微處理器、A/D轉換器、D/A轉換器、通信芯片及傳感器等是必需的。如圖1所示，其為現有的一種智能變送器結構圖，此智能變送器包括傳感器103、A/D轉換器105、微處理器107、V/I轉換電路109、存儲器111以及通信系統113。傳感器103模擬信號經A/D轉換器105轉換成數字量后送入微處理器107進行處理，最后通過V/I轉換電話109轉換輸出4～20mA標準電流信號。因此，現有的智能變送器可以有效地將傳感器103檢測到的非電模擬量轉換成標準電流。

但是當出現故障等原因而使智能變送器內部的微處理器失效時，為了避免信號錯誤輸出，引起系統的錯誤連鎖反應，造成災難性的后果，此時智能變送器的電流輸出應為一預設故障報警電流值，以便可以及時發現系統故障并對其進行故障檢測，因此微處理器的失效檢測就尤為重要。

目前，現有的一種解決方案是采用具有PWM脈寬調制電路的D/A轉換器。請參見圖2，其為能解決微處理器失效的一種智能變送器局部結構圖。微處理器107包括微處理器內核201以及PWM脈寬調制電路模塊203。PWM脈寬調制電路模塊203通過總線與微處理器內核201進行通訊，其產生PWM脈寬調制波，并經過低通過濾器205濾波后生成直流電壓，然后再經過V-I轉換電路207把電壓轉換成電流進行輸出。在此方案中，PWM脈寬調制電路模塊203的功能是產生PWM脈寬調制波，此PWM脈寬調制波的占空比正比于電流輸出值(占空比是指正脈沖的持續時間與脈沖總周期的比值)。而PWM脈寬調制電路模塊203屬于微處理器107中的一部分，當微處理器107失效時，就不會發出PWM脈寬調制波，使占空比為0，此時D/A轉換器109的輸出一預設故障報警電流值，從而達到微處理器107失效檢測的目的。

然而，因為PWM脈寬調制電路模塊203是由相對獨立的電路單元組成的，而PWM脈寬調制電路模塊203與微處理器內核201之間是通過寄存器進行通訊，微處理器107只有需要更改PWM脈寬調制波的參數時才修改其寄存器。而在正常工作的時候，微處理器內核201并不需要與PWM脈寬調制電路模塊203進行通訊。所以當微處理器107失效時，由于PWM脈寬調制電路模塊203是獨立運行的電路模塊，只要系統時鐘有效，此PWM脈寬調制電路模塊203還依然有可能繼續正常工作，從而也就有可能無法及時地檢測到微處理器107的失效，存在漏檢測的概率。

綜上所述，現有的智能變送器無法在微處理器失效時進行及時與準確的檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能變送器，以解決現有的智能變送器無法及時與準確地檢測出微處理器失效的問題。

本發明的另一目的是提供一種基于單穩態電路的安全保護裝置，以解決現有的智能變送器無法及時與準確地檢測出微處理器失效的問題。

本發明提出一種智能變送器，用以將非電物理量轉換成模擬量電信號，其包括傳感器、V/I轉換電路、微處理器以及基于單穩態電路的安全保護裝置，基于單穩態電路的安全保護裝置的一端與智能變送器的微處理器連接，另一端與V/I轉換電路連接，用以通過檢測微處理器是否在設定時間內持續發出脈沖信號，來判斷微處理器的工作狀態是否失效，若微處理器失效，則使智能變送器輸出一設定電流值。