一种气体变送器.pdf

本发明公开了一种气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、红外接收模块、信号处理和控制模块，遥控器包括按键、红外发射模块、信号处理和控制模块；所述的变送器内还安装红外发射模块，红外发射模块的信号输入端与信号处理和控制模块连接；所述的遥控器内还安装红外接收模块、显示模块和存储器，红外接收模块的信号输出端连接信号处理和控制模块，显示模块的信号输入端和存储器的信号输入、输出端连接信号处理和控制模块。

权利要求书
1、  一种气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、红外接收模块(14)、信号处理和控制模块(11)，遥控器包括按键、红外发射模块(24)、信号处理和控制模块(21)；其特征在于：所述的变送器内还安装红外发射模块(13)，红外发射模块(13)的信号输入端与信号处理和控制模块(11)连接；所述的遥控器内还安装红外接收模块(22)、显示模块(23)和存储器(29)，红外接收模块(22)的信号输出端连接信号处理和控制模块(21)，显示模块(23)的信号输入端和存储器(29)的信号输入、输出端连接信号处理和控制模块(21)。

说明书一种气体变送器
本发明专利是申请号为200610050261X的中国专利的分案申请，原申请的申请日为2006年4月7日，发明名称为“一种气体变送器的操作控制方法及其气体变送器”。
技术领域
本发明属于气体变送器领域，尤其是气体变送器的操作控制方法和气体变送器。
背景技术
在石化、化工、天然气、冶金等行业的众多区域，可能会由于泄漏导致存在大量可燃性或有毒有害气体，为保证生产、人身安全，需要在这些区域中实时地监测这些气体的浓度，如果浓度超限，则发出报警、启动相应的通风设施等。气体变送器被广泛地安装在可燃或有毒有害气体容易泄露的管道、容器等的附近，满足上述监测需求。另外，气体变送器也被应用于一些生产工艺控制等场合。
气体变送器采用电化学、催化燃烧、光谱吸收等原理测量气体浓度。气体变送器由被测气体传感器、测量电路、4-20mA等接口电路和壳体等构成；高档的气体变送器配有显示屏方便用户现场观察测量值，并能使用红外单向遥控器对气体变送器进行设置、标定等操作。
目前为了从气体变送器读取测量浓度和状态信息，操作人员必须近距离观察气体变送器的数码管或LCD显示屏和状态LED。当用红外单向遥控器对气体变送器进行设置、标定等操作时，操作人员也必须近距离观察气体变送器的数码管或LCD显示屏和状态LED设置来了解操作成功与否、正确与否。
另外，有些气体变送器中预先设置了标准气浓度，当实际标准气浓度与该预设标准气浓度相同时，标定操作较简便。但是，很多时采购的实际标准气浓度与该预设标准气浓度不同，此时，就需要操作遥控器上众多按钮把气体变送器中存储的标准气浓度值修改为实际的标准气浓度值，然后再进行标定操作。对大量相同该类气体变送器进行集中标定时，现有技术需要对所有气体变送器重复上述数值输入操作。对大量相同该类气体变送器进行报警上下限等数值设置时，也需重复进行上下限等数值输入。
现有配备红外单向遥控器的气体变送器可以实现被测气体浓度测量、参数设置和调零标定，但也存在一些不足，如：(1)对单台气体变送器重复或对多台气体变送器进行标定、报警上下限设置等操作时，必须重复操作，工作繁琐；(2)气体测量浓度、气体变送器的状态信息等读取不便：气体变送器的显示屏多采用数码管或LCD显示被测气体的浓度值，但当距离较远或观察角度不对，或者背景特别昏暗/明亮时，读数很困难；(3)操作不方便、不安全；红外遥控器与气体变送器之间的通讯是单向的，操作人员只能通过近距离观察变送器上的显示装置如数码管、LCD显示屏、状态LED的显示信息来获知红外遥控器对变送器件的操作是否成功，不方便；当用毒气标定气体变送器时操作人员离变送器较近也不安全。
发明内容
为了解决现有技术中信息读取和操作不便、对气体变送器进行多次相同操作(如标定等)时过程繁琐等不足，本发明提供了信息读取和操作方便、对气体变送器进行多次相同操作(如标定等)时过程简单的气体变送器的操作控制方法及气体变送器。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种气体变送器的操作控制方法，气体变送器包括被测气体传感器、红外接收模块、信号处理和控制模块；与所述气体变送器配套使用的遥控器包括按键、红外发射模块和存储器；所述操作方法包含以下步骤：
(1)、在遥控器上操作按键编辑一个宏命令，所述的宏命令与气体变送器需要进行的操作相对应；编辑输入该宏命令需要的参数，并保存在所述的存储器中；
(2)、将遥控器对准气体变送器，操作遥控器上的按键向气体变送器发送步骤(1)中所述的宏命令及其需要的参数；
(3)、根据遥控器或气体变送器上显示模块的提示信息执行相应的操作；
(4)、每次需对气体变送器执行与步骤(1)中所述宏命令相同的操作时，重复步骤(2)、(3)。
进一步，所述步骤(1)中，是将遥控器对准气体变送器执行相应操作，同时遥控器把所述宏命令及其需要的参数发送给气体变送器；并根据遥控器或气体变送器上显示模块的提示信息执行相应的操作。
更进一步，所述遥控器上还设置宏命令键，在遥控器的内部程序实现中把该宏命令键对应为一个由多条命令组成的宏命令，操作该宏命令键时向外发送所述的宏命令；所述步骤(1)只需编辑输入该宏命令需要的参数，并保存在所述的存储器中。
再进一步，所述的气体变送器还包括红外发射模块，所述的遥控器还包括红外接收模块和显示模块；所述步骤(3)中，根据遥控器上显示模块的提示信息执行相应的操作。
步骤(1)中所述的操作包括标定或报警值上、下限设置。
在一些应用场合中，需对同一台气体变送器重复进行或对多台气体变送器进行标定或报警上、下限值设置等操作，首先执行上述步骤(1)编辑与标定或报警上、下限值设置等操作对应的宏命令，然后对每台气体变送器重复执行上述步骤(2)、(3)完成标定或报警上、下限值设置等操作。
一种用于实现上述操作控制方法的气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、信号处理和控制模块、红外接收模块，遥控器包括功能按键、红外发射模块、信号处理和控制模块，所述的遥控器还包括用于编辑和执行与气体变送器需要进行的系列操作命令组成的宏命令的程序模块、用于存储组成所述宏命令的各操作命令及其需要的参数的存储器。
一种用于实现上述操作控制方法的气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、信号处理和控制模块、红外接收模块，遥控器包括功能按键、红外发射模块、信号处理和控制模块，所述的功能按键包括至少一个宏命令键，操作宏命令键时遥控器向气体变送器发送各宏命令键对应宏命令的各操作命令及其需要的参数，所述的遥控器还包括由各宏命令键触发的执行与各宏命令键对应宏命令的程序模块、用于存储与宏命令键对应的各操作命令需要的参数的存储器。
另一种操作控制方法的技术方案是：一种气体变送器的操作控制方法，气体变送器包括被测气体传感器、红外接收模块、信号处理和控制模块，与气体变送器配套使用的遥控器包括按键、红外发射模块和存储器；所述操作方法包含步骤：
(1)、操作遥控器上的按键编辑与气体变送器需要进行的操作相对应的命令及其需要的参数，并将参数保存在所述的存储器中；
(2)、将遥控器对准气体变送器，按“重复”键向气体变送器发送步骤(1)中所述命令及其需要的参数；
(3)、根据遥控器或气体变送器上显示模块的提示信息执行相应的操作；
(4)、需对气体变送器执行与步骤(1)所述命令相同的操作时，重复步骤(2)、(3)。
进一步，所述步骤(1)中，是将遥控器对准气体变送器执行相应操作；同时遥控器把所述命令及其需要的参数发送给气体变送器；根据遥控器或气体变送器上显示模块的提示信息执行相应的操作。
再进一步，所述的气体变送器还包括红外发射模块，所述的遥控器还包括红外接收模块和显示模块；所述步骤(3)中，根据遥控器上显示模块的提示信息执行相应的操作。
一种用于实现另一种操作控制方法的气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，所述变送器包括被测气体传感器、信号处理和控制模块、红外接收模块，所述的遥控器包括功能按键、红外发射模块、信号处理和控制模块，所述功能按键包括“重复”键，所述遥控器还包括用于记录上一次操作命令和用“重复”键触发的执行上一次操作命令的程序模块、用于存储上一次操作命令及其需要的参数的存储器。
再一种气体变送器的技术方案是：一种气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、红外接收模块14、信号处理和控制模块11，遥控器包括按键、红外发射模块24、信号处理和控制模块21；所述的变送器内还安装红外发射模块13，红外发射模块13的信号输入端与信号处理和控制模块11连接；所述的遥控器内还安装红外接收模块22、显示模块23和存储器29，红外接收模块22的信号输出端连接信号处理和控制模块21，显示模块23的信号输入端和存储器29的信号输入、输出端连接信号处理和控制模块21。
本发明总的技术构思为：在与气体变送器配套使用的单向或双向遥控器上编辑与气体变送器需要进行的操作相对应的宏命令或命令、编辑输入所述宏命令或命令需要的参数，并保存在遥控器中；当对单台气体变送器重复操作或对多台气体变送器进行相同操作时，只需在遥控器上简单操作按键把保存在遥控器中的宏命令或命令以及其需要的参数发送给气体变送器，并按照提示操作。当遥控器上设置有宏命令键后，更是省略了宏命令的编辑过程，使操作控制变得更为简单、方便。基于应用上述操作控制方法的目的，设计了相应的单向通讯的气体变送器。本发明还设计了更为先进的具备双向通讯功能的气体变送器。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要表现在：(1)对单台气体变送器重复或对多台气体变送器进行标定、报警上下限设置等操作时，与现有技术相比显著地减少了工作量；(2)信息读取方便：由于实现了双向通讯功能，按遥控器上的按键即可在遥控器上显示气体浓度值或气体变送器的状态信息，灵活方便；(3)提高操作可靠性：遥控器对气体变送器进行的所有操作可从气体变送器得到回复，确保不会出现误操作、漏操作。
附图说明
图1是一种遥控器按键示意图；
图2-7是遥控器操作菜单图；
图8是气体变送器内电路连接示意图；
图9是遥控器内电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1：
如图1-6所示，一种气体变送器的操作控制方法，本实施例的操作控制方法为标定方法，气体变送器包括传感器、红外接收模块、信号处理和控制模块，与气体变送器配合使用的遥控器包括按键、显示模块、红外发射模块；所述操作方法包含如下步骤：
(1)、编辑一个宏命令：标定过程宏命令；包含下述步骤：
a、在红外遥控器就绪状态下，按“菜单”键，进入设置界面，显示图2菜单，选择菜单项“宏命令管理”，按“确认”键，显示图3菜单，选择菜单项“录制宏”，按“确认”键，显示图6菜单，选择“宏001”，按“确认”键，进入录制宏状态，程序自动进入图4菜单；
b、选择菜单项“设置标气浓度”，按“确认”键显示图5菜单，通过按“上”键、“下”键和“确认”键可以改变标气浓度值，如500ppm，按“确认”键把该标气浓度值保存在遥控器中并返回到图4菜单；
c、选择菜单项“标定”，按“确认”键；
d、选择菜单项“退出”，按“确认”键完成“宏001”命令的编辑。
(2)、将红外遥控器对准气体变送器，按菜单键显示图2菜单，选择菜单项“宏命令管理”，按“确认”键显示图3菜单，选择菜单项“执行宏”，按“确认”键显示一系列宏(图6)，选择“宏001”，按“确认”键向气体变送器发送该宏命令及相应标气浓度值；
(3)、气体变送器显示“标定中…”，示意进入标定状态；把一氧化碳标气瓶通过减压阀、流量计、软管、标气罩连接到气体变送器上，打开减压阀，设定流量计的流量，如0.5L/min；气体变送器在测量值稳定不变30秒之后，自动结束标定过程，显示“撤去标气”；关闭减压阀，撤去标气，标定完成；
(4)、每次需对气体变送器执行与步骤(1)中所述宏命令相同的操作时，重复步骤(2)、(3)。
在遥控器上编辑上述宏命令过程中，遥控器不向外发送“设置标气浓度”、“标定”命令。但是，遥控器执行“设置标气浓度”、“标定”等某一条命令时，则遥控器向外发送该命令。
实施例2：
如图1、8、9所示，一种气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、信号处理和控制模块即微处理器11、显示模块12、红外接收模块14，遥控器包括功能按键、红外发射模块24、信号处理和控制模块即微处理器21，遥控器还包括用于编辑和执行与气体变送器需要进行的系列操作命令组成的宏命令的程序模块、用于存储组成所述宏命令的各操作命令及其需要的参数的存储器29。
本实施例的操作控制方法与实施例1相同。
实施例3：
如图1，2，4，5所示，一种气体变送器的操作控制方法，本实施例的操作控制方法为标定方法，该标定方法通过使用一个标定专用的“标定”键，在遥控器的内部程序实现中把该专用“标定”键定义为一个由“设置标气浓度”和“标定”命令组成的标定宏命令，从而显著简化了宏命令的编辑和执行。所述操作方法包含如下步骤：
(1)、编辑一个宏命令：标定过程宏命令，
由于在遥控器程序中已经把“标定”键定义为一个由“设置标气浓度”和“标定”组成的标定宏命令，本步骤只需要把具体的标气浓度设置入遥控器中即可。
在遥控器就绪状态下，按菜单键进入图2界面，选择菜单项“变送器参数设置”，进入图4界面，选择菜单项“设置标准气浓度”，按“确认”键显示图5菜单，通过按“上”键、“下”键和“确认”键可以改变标气浓度值，如500ppm，按“确认”键把该标气浓度值保存在遥控器中并返回到图4菜单；选择菜单项“退出”，按“确认”键退出；
(2)、将遥控器对准气体变送器，按“标定”键，遥控器向气体变送器发送“设置标气浓度”和“标定”组成的标定宏命令，其中标气浓度为步骤(1)中设置的浓度；
(3)、气体变送器显示“标定中…”，示意进入标定状态；把一氧化碳标气瓶通过减压阀、流量计、软管、标气罩连接到气体变送器上，打开减压阀，设定流量计的流量，如0.5L/min；气体变送器在测量值稳定不变30秒之后，自动结束标定过程，显示“撤去标气”；关闭减压阀，撤去标气，标定完成；
(4)、每次需对气体变送器执行与步骤(1)中所述宏命令相同的操作时，重复步骤(2)、(3)。
实施例4：
如图1、8、9所示，一种气体变送器，包括变送器、与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、信号处理和控制模块即微处理器11、红外接收模块14，遥控器包括功能按键、红外发射模块24、信号处理和控制模块即微处理器21，所述的功能按键包括至少一个宏命令键，在遥控器上操作宏命令键时，遥控器向气体变送器发送各宏命令键对应宏命令的各操作命令及其需要的参数，所述的遥控器还包括由各宏命令键触发的执行与各宏命令键对应宏命令的程序模块、用于存储与宏命令键对应的各操作命令需要的参数的存储器29。
本实施例的操作控制方法与实施例3相同。
实施例5：
如图1，2，4，7所示，一种气体变送器的操作控制方法，本实施例的操作控制方法为报警值设置方法，包含下述步骤：
(1)、按“菜单”键，进入设置界面，显示图2菜单，选择菜单项“变送器参数设置”，进入图4界面，选择菜单项“报警限设置”，按“确认”键显示图7菜单，通过按“上”键、“下”键和“确认”键可以设置报警限浓度值为600ppm，按“确认”键把该浓度值保存在遥控器中并返回到图4菜单；同时，遥控器向外发送“报警限设置”命令，由于没有把遥控器对准任何气体变送器，对外发送的命令没有产生任何实际效果；选择菜单项“退出”，按“确认”键退出；
(2)、将遥控器对准需要设置报警限的气体变送器，按“重复”键向气体变送器发送步骤(1)中所述“报警限设置”命令及报警限参数600ppm；
(3)、气体变送器上的显示模块显示“报警限：600ppm”；对于“报警限设置”命令，本步骤无需执行任何操作；
(4)、需对气体变送器执行与步骤(1)相同的设置报警限600ppm命令时，重复步骤(2)、(3)。
实施例6：
如图1、8、9所示，一种气体变送器，包括变送器以及与之配套的遥控器，变送器包括被测气体传感器、信号处理和控制模块即微处理器11、显示模块12、红外接收模块14，遥控器包括功能按键、红外发射模块24、信号处理和控制模块即微处理器21，所述功能按键包括“重复”键，所述遥控器还包括用于记录上一次操作命令和用“重复”键触发的执行上一次操作命令的程序模块、用于存储上一次操作命令及其需要的参数的存储器29。
本实施例的操作控制方法与实施例5相同。
实施例7：
如图1、8、9所示，一种气体变送器，用于测量现场环境中的一氧化碳浓度。气体变送器包括变送器以及与之配套的遥控器，变送器包括：一氧化碳传感器、信号处理与控制模块即微处理器11、红外发射模块13、红外接收模块14、显示模块12。红外发射模块13的信号输入端与信号处理和控制模块11连接。遥控器包括：红外发射模块24、红外接收模块22、信号处理与控制模块即微处理器21、显示模块23、指示灯25、指示灯电路26、按键、按键电路28、电源、电源监测电路27和存储器29。红外接收模块22的信号输出端连接信号处理和控制模块21，显示模块23的信号输入端和存储器29的信号输入、输出端连接信号处理和控制模块21。
该气体变送器实现了双向通讯功能，其一种应用是用遥控器来读取变送器的测量值：当需要知道气体变送器测量浓度值时，把遥控器对着变送器，按“同步”键，遥控器就向变送器发送“读取测量浓度值”命令，变送器收到该命令后就向遥控器发送测量浓度值，遥控器收到该信息后就在显示模块上显示出该气体浓度值。
实施例8：
一种实施例7所述气体变送器的报警限设置方法，该方法与实施例5中方法不同的是：
步骤(3)中除了变送器上的显示模块显示“报警限：500ppm”外，变送器还向遥控器发送确认收到设置报警限为500ppm的信息，遥控器收到该信息后在显示模块上显示“报警限500ppm设置成功”信息。
因此，使用实施例7中具有双向通讯功能的气体变送器后，显著提高了操作的可靠性：遥控器对气体变送器进行的操作可从气体变送器得到回复，即使不观察变送器上显示信息也确保不会出现误操作、漏操作。这对于无显示模块的变送器或在不方便观察变送器上显示信息场合具有较大的优越性。