[發明專利]一種智能氣體傳感器剩余壽命預測裝置及方法

無效

• 申請號: 200910153438.2
• 申請日: 2009-10-12
• 公開（公告）號: CN101666769A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 張曉明
• 申請（專利權）人: 無錫格林通安全裝備有限公司
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 江助菊

技術領域

本發明涉及一種智能氣體傳感器剩余壽命預測裝置及方法，應用于工業現場的氣體傳感器及其更換和檢修，屬于智能型現場設備技術領域。

背景技術

在現代工業生產中，隨著自動化資本投資的增加、能源需求上升、設備利用率的提高，配備有微處理器的儀表設備——智能型現場設備獲得了廣泛應用。但是，如何確保這些能夠自動適應工況變化的智能設備保持在安全的條件下運行，那就是健康智能化預測技術所探究的內容。多年來，許多安全設備生產廠家都開發了能通知設備操作者設備即將發生故障的儀表，例如對催化傳感器剩余壽命的指示。近年來隨著數字通訊協議技術的發展，操作者能夠更有效地使用智能現場設備，實時獲得測量數據和其它數據，可以對現場趨勢進行分析，也可輸入設備管理程序，以獲得最佳維護周期方面的更好的信息。

預測維護的核心是智能診斷，針對各種不同的現場設備，其智能診斷的方法和裝置也大相徑庭。現有技術中，用于監測可燃氣體、蒸汽等的狀態的氣體傳感器應用很廣，其中包括以微處理器為基礎的智能氣體傳感器，但直至目前，氣體傳感器的剩余壽命的預測和更換周期的確定，還沒有合適的方法和裝置可供使用。

發明內容

為了解決上述問題，本發明公開了一種智能氣體傳感器剩余壽命預測裝置及方法。采用的技術方案如下：

一種智能氣體傳感器剩余壽命預測裝置，包括傳感信號提取單元、信號處理與放大單元、滿量程調整單元、剩余壽命測定單元；傳感信號提取單元與信號處理與放大單元相連接，信號處理與放大單元與滿量程調整單元相連接，滿量程調整單元與剩余壽命測定單元電連接或通信連接。

優選地，傳感信號提取單元包括傳感信號輸入端口和電橋測量電路；電橋測量電路為包括兩對電阻的惠斯頓電橋測量電路，其中一對電阻的阻值相等，另一對電阻的阻值大致相同，且其中一電阻的阻值可作適當調整。

優選地，信號處理與放大單元采用以精密儀用放大器為主體的差分放大電路，其信號輸入的兩端分別接到傳感信號提取單元的兩輸出端，精密儀用放大器為INA129。

優選地，滿量程調整單元采用數字電位器；其形成的有效電阻與信號處理與放大單元中的增益電阻并聯，數字電位器為AD5162BRZ10。

優選地，剩余壽命測定單元包括微處理器和寄存器，其根據滿量程調整單元的調節情況進行計算，并得出氣體傳感器的剩余壽命。

優選地，該預測裝置既能與氣體傳感器一體形成，也能以獨立的方式存在。

采用上述的預測裝置進行的智能氣體傳感器剩余壽命預測方法，包括以下步驟：

先區分該氣體傳感器的探頭是否為新探頭，若是，執行下面的步驟1；反之，執行下面的步驟2；

步驟1：向傳感探頭通入標準的校驗氣體；調整滿量程調整單元，改變信號處理與放大單元的輸出電壓；持續滿量程調整單元，直至信號處理與放大單元的輸出電壓達到滿量程；記錄此時滿量程調整單元的調整情況；

步驟2：向傳感探頭通入標準的校驗氣體；調整滿量程調整單元，改變信號處理與放大單元的輸出電壓；持續滿量程調整單元，直至信號處理與放大單元的輸出電壓達到滿量程；記錄此時滿量程調整單元的調整情況；將得到的該舊探頭的滿量程調整單元的調整情況與預先記錄的新探頭的滿量程調整單元的調整情況進行運算比較；根據運算比較的結果，得出該舊探頭與新探頭的對比關系，即該舊傳感器剩余的使用壽命。

優選地，調整滿量程調整單元是調整滿量程調整單元中的數字電位器的SPI接口設定值；記錄滿量程調整單元的調整情況是保存探頭的SPI接口設定值。

優選地，將得到的該舊探頭的滿量程調整單元的調整情況與寄存器中保存的新探頭的滿量程調整單元的調整情況進行運算比較是指，將得到的舊探頭的SPI接口設定值與預先記錄的新探頭的SPI接口設定值進行除法運算。

本發明的優點是，在氣體傳感器的使用壽命不足而可能會導致發生意外的異常情況發生之前，就實時預告工作人員該傳感器的使用壽命乃至發出警示，其顛覆了傳統的氣體傳感器的日常維護，可大大節省維護人員被動的維護工作和維護費用。

附圖說明

圖1本發明剩余壽命預測裝置的方框圖；

圖2為本發明剩余壽命預測裝置的硬件示意圖；

圖3為本發明剩余壽命預測裝置的硬件電路原理圖；

圖4為本發明所采用方法的流程框圖；

符號說明

1??傳感信號提取單元

2??信號處理與放大單元

3??滿量程調整單元

4??剩余壽命測定單元

具體實施方式