[發(fā)明專利]一種智能數(shù)顯聲波傳感器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811520052.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109596207A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳軍;陳強(qiáng);李剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京擎能自動(dòng)化設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G01H11/06
• 分類號(hào): G01H11/06
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.一種智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是包括信號(hào)調(diào)理模塊（1）、濾波處理模塊（2）、增益調(diào)節(jié)模塊（3）、電流變換模塊（4）、采樣保持模塊（5）、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（6）、電源測(cè)量模塊（7）、工作電源模塊（8）、溫度測(cè)量模塊（9）、MCU控制模塊（10）、OLED顯示模塊（11）、自檢執(zhí)行模塊（12）；其中信號(hào)調(diào)理模塊（1）的輸入端連接安裝于管道系統(tǒng)內(nèi)聲波傳導(dǎo)管處的傳感器單元輸出端，信號(hào)調(diào)理模塊（1）的輸出端連接濾波處理模塊（2）的輸入端，濾波處理模塊（2）的輸出端連接的增益調(diào)節(jié)模塊（3）的輸入端，增益調(diào)節(jié)模塊（3）的輸出端同時(shí)連接電流變換模塊（4）的輸入端和采樣保持模塊（5）的輸入端；增益調(diào)節(jié)模塊（3）輸出的信號(hào)其中一路經(jīng)電流變換模塊（4）的電壓轉(zhuǎn)換與電流處理，產(chǎn)生與信號(hào)成正比的電流信號(hào)，由電流變換模塊（4）的輸出端輸出電流，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)的傳輸電纜傳輸至遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)傳功能；另一路信號(hào)經(jīng)采樣保持模塊（5）的處理并通過(guò)采樣保持模塊（5）的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（6）的輸入端；工作電源模塊（8）的輸入端連接外部電源輸入管線，工作電源模塊（8）的輸出端連接電源測(cè)量模塊（7）的輸入端，電源測(cè)量模塊（7）的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（6）的第二輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（6）的輸出端連接MCU控制模塊（10）的第一輸入端，溫度測(cè)量模塊（9）的輸出端連接MCU控制模塊（10）的第二輸入端，MCU控制模塊（10）的第一輸出端連接的OLED顯示模塊（11）輸入端，MCU控制模塊（10）的第二輸出端連接自檢執(zhí)行模塊（12）的輸入端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的傳感器單元將爐膛內(nèi)泄漏聲經(jīng)傳導(dǎo)管傳至信號(hào)調(diào)理模塊（1），信號(hào)調(diào)理模塊（1）對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行放大；采用單電源供電模式減少電纜芯數(shù)，信號(hào)調(diào)理模塊（1）采用偏移工作點(diǎn)方式達(dá)到信號(hào)電平的匹配，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大器的放大處理，使得傳感器拾取的微弱信號(hào)滿足后續(xù)單元處理的需要。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的信號(hào)調(diào)理模塊（1）將測(cè)量點(diǎn)的聲頻信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理模塊（2）進(jìn)行濾波處理，再通過(guò)增益調(diào)節(jié)模塊（3）放大轉(zhuǎn)換成音頻電流信號(hào)，使得輸出的電流信號(hào)中含有信號(hào)中主要信息，以便后續(xù)電路的處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的電流變換模塊（4）是將經(jīng)過(guò)前面單元處理的音頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電纜傳至監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)，提供監(jiān)聽(tīng)和報(bào)警提示；同時(shí)該音頻電壓信號(hào)通過(guò)采樣保持模塊（5）、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（6）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸出至MCU控制模塊（10），通過(guò)MCU控制模塊（10）采用微處理機(jī)技術(shù)對(duì)音頻電壓信號(hào)進(jìn)行處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的電源測(cè)量模塊（7）通過(guò)對(duì)傳感器電源電壓變化的測(cè)量，即工作電源模塊（8）輸入端接受到的電壓數(shù)值大小的變化，經(jīng)MCU控制模塊（10）模數(shù)轉(zhuǎn)換讀入微處理機(jī)中，通過(guò)定時(shí)處理程序產(chǎn)生定時(shí)輸出信號(hào)，啟動(dòng)和關(guān)閉自檢執(zhí)行模塊（12）中自檢信號(hào)驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)或禁止蜂鳴器發(fā)聲，完成傳感器的自檢過(guò)程，實(shí)現(xiàn)由上位機(jī)控制遠(yuǎn)端動(dòng)作控制聲頻傳感器通道自檢動(dòng)作控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的工作電源模塊（8）用于將外部電源轉(zhuǎn)換為使智能數(shù)顯聲波傳感器正常工作的電能。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的溫度測(cè)量模塊（9）通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)檢測(cè)并輸入MCU控制模塊（10），有利于對(duì)聲波傳感器檢測(cè)結(jié)果的判斷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的MCU控制模塊（10）采用微處理機(jī)技術(shù)精確定時(shí)測(cè)試信號(hào)的時(shí)間常數(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器自動(dòng)完成自檢工作的功能，并通過(guò)微處理機(jī)定時(shí)器功能設(shè)定消音時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消音功能。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的OLED顯示模塊（11）通過(guò)OLED屏實(shí)現(xiàn)音頻電流、電源電壓和溫度值的顯示功能。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)顯聲波傳感器，其特征是所述的自檢執(zhí)行模塊（12）通過(guò)智能數(shù)顯聲波傳感器上安裝的自檢按鈕，并通過(guò)OLED顯示模塊（11）的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字顯示界面指示工作狀態(tài)。從而克服現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行和維護(hù)人員無(wú)法校驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行狀況的缺點(diǎn)；當(dāng)按下自檢按鈕時(shí)，觸發(fā)自檢執(zhí)行模塊（12）中自檢信號(hào)驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，如果再次按該按鈕蜂鳴器則立即消聲；如果沒(méi)有按該按鈕消聲，自檢執(zhí)行模塊（12）維持蜂鳴器發(fā)聲，但MCU控制模塊（10）接受自檢觸發(fā)信號(hào)后經(jīng)過(guò)定時(shí)處理程序產(chǎn)生定時(shí)輸出信號(hào)，自動(dòng)關(guān)閉自檢執(zhí)行模塊（12）中自檢信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，禁止蜂鳴器發(fā)聲，完成傳感器的自檢過(guò)程。