用于自动调节气体传感器设置和参数的系统和方法_5

文档序号:8471813阅读:来源:国知局
盒式磁带等。指令可以包括任何适当类型的代码,例如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密代码等,使用任何适合的高级、低级、面向对象、可视、编译和/或解释的编程语言来实现。
[0085]参照图15,示出了针对根据本发明的气体检测系统190的可选实施例的框图。发射器部分4可以与一个、两个或者η个(其中η是任意正整数)数量的检测器头部分2结合使用。在一个实施例中,检测器头部分2A-2C(参见图2)被配置为用于检测有毒气体的IR气体传感器205、催化式检测器210和电化学传感器215,然而应当理解的是,可以使用其它传感器类型。安装有IR气体传感器的检测器头2A、安装有催化珠传感器的检测器头2B和安装有电化学传感器的检测器头2C通过电缆48连接至发射器部分4。发射器4和检测器头部分2A-2C各自包括具有电缆延伸穿过的孔的压盖装置。
[0086]在使用中,发射器部分4和检测器头部分2A-2C可以位于危险和/或易燃环境中。可选择地,检测器头部分2A-2C可以位于远离发射器部分4的危险和/或易燃环境。在使用期间常常期望“热插拔”一个或者多个传感器部分200,即,例如,在传感器损失灵敏度的情况下,在使用期间替换传感器而无需明显中断系统。然而,热插拔传感器可能导致在用于发射器部分4或者传感器部分205、210、215的电路中发生火花或者电弧。火花随后可能从压盖装置中的孔漏出并且使危险位置燃烧。
[0087]为了降低火花发生的可能性,使用本质安全(IS)阻挡物,所述本质安全阻挡物包括用于根据用于本质安全的工业标准限制电流、电压和功率的电路。在传统系统中,每个传感器部分205、210、215需要本质安全阻挡物。此外,IR气体传感器和催化式检测器具有比电化学传感器更高的电压和电流需求。因此,为IR气体传感器和催化式检测器提供IS电力比为电化学传感器提供IR电力更难。
[0088]根据本发明,结合图5、7和8描述的IS阻挡物42适合于向多个检测器头部分2提供IS电力和通信,所述检测器头部分包括不同的传感器200类型,例如IR气体传感器205、催化珠传感器210和电化学传感器215。参照图16,示出了针对发射器部分4的发射器系统框图80。发射器系统80包括连接至输入电压84的电源82。如本文前面所述,电源82向发射器处理器46和关联外围电路(通常表示为附图标记86)提供电力。IS阻挡物42随后向一个或者多个检测器头部分2 (例如检测器头部分2A-2C)提供本质安全的电力和通信信号88。
[0089]参照图17,示出了针对传感器部分200的传感器系统框图90。尽管仅示出了一个传感器部分200,但是应当理解的是,可以使用不同类型的多个传感器核心12。传感器系统90从发射器部分4接收本质安全的电力和通信信号88。电力和通信信号88被分离成电力信号98以及电力和通信信号160。电力和通信信号160被提供至传感器电路96 (其包括前面所述的传感器处理器30和关联电路)。传感器系统90包括用于向传感器电路96提供本质安全的电力信号的第一 IS阻挡物92。此外,许多类型的传感器(例如电化学传感器2C)在使用期间产生电压。根据本发明,传感器系统90还包括位于传感器核心12与传感器电路96之间的第二 IS阻挡物94,其用于向传感器电路96提供本质安全的电力。第一和第二IS阻挡物92、94包括用于提供本质安全的电力的一个或者多个电阻器。
[0090]参照图18,示出了用于提供IS电力信号的发射器电源阻挡电路162的示意图。电路162可以是包括熔丝164、用于限制电流浪涌的第一电阻器166、用于限制连续电流的第二电阻器168和第一齐纳二极管170。电路162还包括充当冗余齐纳二极管的第二齐纳二极管172和第三齐纳二极管174。
[0091]参照图19,示出了用于提供IS通信信号的发射器通信阻挡电路176的示意图。电路176可以包括传统的齐纳阻挡电路,所述齐纳阻挡电路包括熔丝178、用于限制电流浪涌的第一电阻器180、用于限制连续电流的第二电阻器182和第一齐纳二极管184。电路176还包括充当冗余齐纳二极管的第二齐纳二极管186和第三齐纳二极管188。
[0092]本发明允许使用单个阻挡组件用以向一个或者多个传感器提供IS电力和通信信号,所述传感器每个都具有不同的类型并且具有不同的电压和电流需要。举例来说,可以使用多个不同类型的传感器部分200,例如安装有IR气体传感器的检测器头2A、安装有催化珠传感器的检测器头2B和安装有电化学传感器的检测器头2C。此外,IS气体传感器205和催化珠传感器210具有比电化学传感器215更高的电压和电流需求。
[0093]尽管此处描述了本公开的某些实施例,但这不作为对本公开的限制,本公开旨在涵盖本领域中尽可能宽的范围,而且对说明书的理解也应如此。因此,以上描述不应该被看作是限制,而是仅仅作为特殊实施例的范例。本领域技术人员将预见这里附带的权利要求的范围和精神内的其它修改。
【主权项】
1.一种用于校准传感器的方法,包括: 以第一增益设定设置传感器的原始零偏置和跨度; 以第二增益设定获取零偏置; 获取所述原始零偏置与所述第二增益设定处的零偏置的比;以及按照所述比来缩放校准因子以允许所述传感器在与所述第二增益设定相关联的操作范围中操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述跨度表示所述传感器的满标度范围的50%。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述缩放校准因子包括重新量程所述传感器和缩放所述传感器的校准。
4.一种用于为传感器提供替换引导的方法,包括: 为传感器确定灵敏度的降低, 确定随时间的过去所述灵敏度的降低的趋势,以及 调节与所述传感器相关联的增益参数以补偿所述灵敏度的降低。
5.根据权利要求4所述的方法,其中调节包括从增益值的表选择增益值。
6.根据权利要求5所述的方法,其中调节增益参数包括从所述表自动地选择增益值。
7.根据权利要求5所述的方法,其中调节增益参数包括从所述表进行的增益值的用户选择。
8.一种用于为传感器调节操作范围的方法,包括: 提供与所述传感器相关联的放大器; 为所述放大器提供增益设定的表格;以及 从所述表格选择增益设定以优化与所述传感器相关联的模数转换器的分辨率; 其中选择增益设定将所述传感器调节至多个预定操作范围中的一个。
9.根据权利要求8所述的方法,其中选择增益设定设置所述传感器以在分立操作范围中操作。
10.根据权利要求8所述的方法,其中响应于用户输入,执行选择增益设定。
【专利摘要】本发明涉及用于自动调节气体传感器设置和参数的系统和方法。自动化传感器激励电压调节特征、多范围浓度特征、单个校准特征和阻挡电路特征。自动化传感器激励电压调节特征包括具有发射器微处理器的发射器,所述发射器微处理器向具有传感器微处理器的传感器提供初始电压。随着电压的改变,将校准信号从传感器微处理器转送至发射器微处理器。校准信号用于调节处理器以创建增益设定,所述增益设定用于通过为传感器改变增益值来优化传感器分辨率。这使得单个传感器能够用于多种不同浓度范围。单个校准特征使得传感器能够在单个气体浓度值处进行校准,并且其后用于多种不同浓度范围的应用。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN104792933
【申请号】CN201510077122
【发明人】S·E·小米利, F·阿达米, N·A·戴博拉西欧, B·E·麦伦顿, K·C·莫凯尔, E·R·小普劳普斯特
【申请人】斯科特科技股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2012年1月31日
【公告号】CA2825314A1, CN103492867A, EP2671071A1, US9075029, US20120192623, US20140238101, WO2012106275A1
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