一种数显密度变送器的制作方法

本实用新型涉及气体监测领域，尤其涉及一种数显密度变送器。

背景技术：

对气体密度进行监测，尤其是对有害气体的密度进行监测是现代工业的重要环节。以六氟化硫气体为例，六氟化硫电气产品广泛应用在电力、工矿等企业，促进了电力行业的快速发展，保证六氟化硫电气产品的可靠安全运行是电力部门的重要任务之一。六氟化硫气体的灭弧特性和绝缘特性是电气产品安全运行的重要保证，若电器产品中的六氟化硫气体发生泄漏，不仅会引起较大的安全事故，并且会对环境空气造成污染，因此对电气产品中六氟化硫气体的密度进行监测是十分必要的。

变送器是气体监测装置的重要部件。变送器的作用是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号(或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源)的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等。

中国专利文献CN 202661348 U公开了一种SF6数显密度变送器，包括有本体接口，本体接口内设有压力传感器，本体接口与传感器座相连，传感器座与外壳的一端相连，传感器座还通过支撑柱与电路板相连，电路板设在外壳内，外壳的另一端通过航空插座与航空插头相配合，航空插头与电缆相连，压力传感器及温度传感器采集的状态信息通过A/D转换形成单片机可处理的信息，经过单片机处理后以RS485通讯形式传输气体密度值，并可通过RS485通讯设置本实用新型的报警、闭锁值，具有结构简单、准确率高、工作量小、效率高和能及时发现潜在故障的特点。但该申请的数显密度变送器仅将模拟或数字信号输出，不能在现场就地查看SF6气室的密度情况。

中国专利文献CN 101464671 B公开了一种六氟化硫气体及其衍生气体监测监控的装置和方法，该发明由主机及与之相连的多个变送器组成，主机主要包括机箱、触摸屏显示器、主板CPU，日历时钟装置、语音装置、非易失性存储器、主机电源及分别与风机和报警器相连的驱动装置；主机与能实现远程控制的上位机相连；变送器主要包括有机箱、采集传感器、数据主板CPU、高压模块。该发明设计了双路双检测比对六氟化硫气体及其衍生气体浓度监测电路，对主六氟化硫气体及其衍生气体浓度监测电路的监测数据有疑问时，自动启动比对的六氟化硫气体及其衍生气体浓度监测电路进行比对，大大提高了可靠性。可配接多种变送器，具有多个区域的独立监控能力，并可对多个对象如换气风机、降温风机等实现联动控制；且具有数据记录功能，对各种报警和控制对象的动作进行记录保存，记录停电不丢失；可通过配接相应的通讯软件可和变电站监控软件对接，实现系统的遥信、遥测、遥测功能；同时该发明还具有结构轻巧，安装及使用维护方便等特点，是一种理想的新型六氟化硫气体及其衍生气体含量监测监控的装置。但是，该发明专利的显示装置较为复杂，相应地增加了产品的成本和设备的功耗。由于精确的密度值可后台进行查看，在现场只需了解六氟化硫气室大致的密度状态，所以可以对显示装置进行优化，达到降低成本，减少功耗的目的。

所以，如何提供一种功耗小、成本低的数显密度变送器，使得工作人员在现场就可以清楚直观地了解气室中气体的密度状态，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种数显密度变送器，包括壳体、设置在壳体上的刻度盘和安装在壳体内部的控制芯片，刻度盘包括多个不同颜色的灯光显示区，每个灯光显示区由一个或多个同样颜色的显示灯构成，每个显示灯指示一个气体密度范围，控制芯片根据数显密度变送器接收到的外部数据进行计算，获得待测气体当前所处的气体密度范围，并下发指令来点亮与气体密度范围相应的显示灯。

进一步地，数显密度变送器与外部传感器相连，外部传感器用于采集外部数据，外部数据为待测气体的模拟数据。

优选地，外部传感器为温压一体传感器，模拟数据包括待测气体当前的压力模拟数据和温度模拟数据。

进一步地，控制芯片包括相互连接的数据接收单元、数据转换单元、数据处理单元和数据判断单元，数据接收单元接收模拟数据，数据转换单元将模拟数据转换为数字数据，并传输至数据处理单元，数据处理单元根据数字数据计算待测气体当前的气体密度值，数据判断单元根据气体密度值判断待测气体当前所处的气体密度范围，并下发指令来点亮相应的显示灯。

优选地，控制芯片还包括数据输出单元，数据输出单元用于输出控制芯片中的数字数据和气体密度值。

进一步地，数据输出单元的输出接口为RS485接口。

优选地，壳体内还设置有电源稳压器，电源稳压器包括多个电源管理单元，刻度盘和控制芯片分别与不同的电源管理单元相连。

进一步地，显示灯为LED显示灯。

优选地，灯光显示区包括红色、黄色和绿色灯光显示区，其分别由多个红色、黄色和绿色的LED显示灯组成。

进一步地，待测气体为六氟化硫气体。

本实用新型提供的数显密度变送器利用位于刻度盘上的显示灯来指示气室中待测气体的密度状态，使工作人员可以直观明了地了解气室中的情况，本实用新型无需时刻刷新、显示待测气体密度的精确数值，而是用显示灯表示大致的密度范围，而精确的数值通过后台进行查看，不仅降低了数显密度变送器的成本，也显著节省了功耗。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例并结合附图详细说明。

附图说明

图1为数显密度变送器结构图；

图2为刻度盘结构图；

图3为控制芯片内部单元连接图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”，不应理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种数显密度变送器100，包括壳体、设置在壳体上的刻度盘1和安装在壳体内部的控制芯片2。刻度盘1包括多个不同颜色的灯光显示区，在每个灯光显示区的起点和终点处都标有按顺时针方向递增的数字，该数字代表气体的密度值，如图2所示。灯光显示区的数量可以根据监测的精度要求进行增加或减少。每个灯光显示区由一个或者若干个相同颜色的显示灯11组成，按照显示灯11在刻度盘上的位置，每个显示灯11可以指示一个气体密度范围。控制芯片2接收外部数据，并对其进行计算，获得待测气体当前所处的气体密度范围，并下发指令来点亮与该气体密度范围相对应的显示灯11。

本实用新型提供的数显密度变送器100利用位于刻度盘1上的显示灯11来指示气室中待测气体的密度状态，使工作人员可以直观明了地了解气室中的情况，本实用新型无需时刻刷新、显示待测气体密度的精确数值，而是用显示灯11表示大致的气体密度范围，既满足了工作人员对气室中的状态进行了解的需求，又降低了数显密度变送器100的成本，显著节省了功耗。

进一步地，数显密度变送器100与外部传感器相连，外部传感器用于采集外部数据，外部传感器采集到的数据为待测气体的模拟数据。优选地，外部传感器采集到的模拟数据包括待测气体的压力模拟数据和温度模拟数据。由于测温度的传感器和测压力的传感器都是市场上比较常用的传感器，有利于降低监测装置的成本，因此利用气体的温度和压力来计算气体密度是一种得到气体密度的优选方法。气体的温度、压力与气体密度之间的关系为：

式中：P20为20℃下气体的压力值，即为气体密度，单位MPa；

Pt为t℃下气体的压力值，单位MPa；

t为气体温度值，单位℃。

本实用新型中的外部传感器是温压一体传感器，将温度传感器和压力传感器合二为一，减少外部传感器的数量，方便安装。

进一步地，如图3所示，控制芯片2包括相互连接的数据接收单元21、数据转换单元22、数据处理单元23和数据判断单元24，数据接收单元21接收模拟数据，数据转换单元22将模拟数据转换为数字数据，并传输至数据处理单元23，数据处理单元23根据数字数据计算待测气体当前的气体密度值，数据判断单元24根据气体密度值判断待测气体当前所处的气体密度范围，并下发指令来点亮相应的显示灯11。数据转换单元22将模拟数据转换为数字数据的过程中，可以先对模拟数据进行放大，再将之转换为数字数据。此处的数字数据可以是气体的压力数字数据和温度数字数据，也可以是能作为气体密度计算依据的其他数字数据。

优选地，控制芯片2还包括数据输出单元25，数据输出单元25用于输出控制芯片2中的数字数据和气体密度值。数据输出单元25可将数据转换单元22中得到的数字数据和数据处理单元23中得到的气体密度值传送到后台接收端，方便工作人员在后台对气室的状态进行更为精确的观察和控制。

进一步地，数据输出单元25的输出接口为RS485接口，RS485接口是数据输出单元25的优选输出接口。RS485接口只需要两根通讯线，即可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。RS485接口用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS485接口可以联网构成分布式系统，其允许并联32台驱动器和32台接收器。

优选地，壳体内还设置有电源稳压器3，电源稳压器3包括多个电源管理单元，刻度盘1和控制芯片2分别与不同的电源管理单元相连，从而独立地对刻度盘1和控制芯片2的供电进行管理。

进一步地，显示灯11为LED显示灯，LED灯价格低，能耗低，可以进一步降低数显密度变送器100的成本，节省其功耗。

优选地，灯光显示区包括红色、黄色和绿色灯光显示区，其分别由多个红色、黄色和绿色的LED显示灯组成。红色、黄色和绿色是优选的标识颜色，用户也可以根据需要选择其他颜色。

进一步地，待测气体为六氟化硫气体。六氟化硫电气产品广泛应用在电力、工矿等企业，六氟化硫气体的灭弧特性和绝缘特性是电气产品安全运行的重要保证，若电器产品中的六氟化硫气体发生泄漏，不仅会引起较大的安全事故，并且会对环境空气造成污染，本实用新型提供的数显密度变送器在六氟化硫电气产品领域具有极大的推广价值。

综上所述，本实用新型提供了一种功耗小、成本低的数显密度变送器，使得工作人员在现场就可以清楚直观地了解气室中气体的密度状态。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。