CN110146205A - 一种具自诊断功能的压力传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具自诊断功能的压力传感器装置，至少包括依次连接的压力感应模块、诊断模块、压力输出调节模块，压力输出调节模块至少设定一个故障输出值范围的故障带，当输出值处于故障输出范围值时为故障模式。该具自诊断功能的压力传感器装置，具实时或离线诊断功能，以输出的值即可判断传感器是正常工作状态或故障状态，或具的体到哪一种故障模式。

Description

一种具自诊断功能的压力传感器装置
技术领域
本发明涉及压力传感器装置技术领域，具体为一种具自诊断功能的压力传感器装置。
背景技术
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置，压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。
现有的压力传感器，是根据外界压力输出指定的信号，这些信号是压力的变化值，对于超高的压力值或超低的压力值产生正常信号与传感器故障混在一起，无法有效的识别出来，对应的应用系统也无法准确找出故障的单元，无法诊断压力传感器是否损坏。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具自诊断功能的压力传感器装置，解决了现有的压力传感器，对于超高的压力值或超低的压力值产生正常信号与传感器故障混在一起，无法诊断压力传感器是否损坏的问题，该具自诊断功能的压力传感器装置，具实时或离线诊断功能，以输出的值即可判断传感器是正常工作状态或故障状态，或具的体到哪一种故障模式。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具自诊断功能的压力传感器装置，至少包括依次连接的压力感应模块1、诊断模块2、压力输出调节模块3，压力输出调节模块3至少设定一个故障输出值范围的故障带，当输出值处于故障输出范围值时为故障模式。
优选地，所述故障带包括第一故障带401，所述第一故障带401的最小输出值大于最大正常输出电压。
优选地，正常工作模式，压力输出调节模块3的正常输出电压限定一个最大值，当实际压力值大于该最大值时，压力输出调节模块3始终输出该最大值。
优选地，所述故障带还包括第二故障带402，所述第二故障带402的最大输出值小于最小正常输出电压。
优选地，正常工作模式，压力输出调节模块3的正常输出电压限定一个最小值，当实际压力值小于该最小值时，压力输出调节模块3始终输出该最小值。
优选地，所述第二故障带402的最低极限值大于0。
优选地，所述诊断模块2根据预设的条件或监测点对电路实施进行检测，若发现故障，则根据故障类型传输指令给压力输出调节模块3，使压力的输出值在故障带区域，而不是正常输出值的范围；至少包括中央处理器21、压力输出模块22、诊断单元23、运行单元24、反馈模块25，所述压力感应模块1 的输出端与中央处理器21的输入端通过导线电性连接，所述中央处理器21 的输出端均与压力输出模块22和压力输出调节模块3的输入端通过导线电性连接；所述压力输出模块22的输出端与诊断单元23的输入端通过导线电性连接，所述诊断单元23的输出端与运行单元24的输入端通过导线电性连接，所述运行单元24的输出端与反馈模块25的输入端通过导线电性连接，所述反馈模块25的输出端与中央处理器21的输入端通过导线电性连接。
优选地，还包括记忆存储单元26，所述记忆存储单元26的输出端与压力输出调节模块3的输入端通过导线电性连接，所述记忆存储单元26包括提取模块261、存储模块262、分析模块263和提出模块264；所述提取模块261 的输出端与存储模块262的输入端通过导线电性连接，所述存储模块262的输出端均与分析模块263和提出模块264的输入端通过导线电性连接。
优选地，所述运行单元24包括第一输入模块241、压力变化模块242、异常运行模块243、正常运行模块244和输出模块245；所述第一输入模块241 的输出端与压力变化模块242的输入端通过导线电性连接，所述压力变化模块242的输出端均与异常运行模块243和正常运行模块244的输入端通过导线电性连接；所述异常运行模块243的输出端与输出模块245的输入端通过导线电性连接。
优选地，所述压力输出调节模块3的输出端与信号转换模块4的输入端通过导线电性连接，所述信号转换模块4的输出端与压力测量模块5的输入端通过导线电性连接，所述压力测量模块5的输出端与输出单元6的输入端通过导线电性连接；所述输出单元6包括第二输入模块61、标准值模块62和数据对比模块63；所述第二输入模块61的输出端与标准值模块62的输入端通过导线电性连接，所述标准值模块62的输出端与数据对比模块63的输入端通过导线电性连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种具自诊断功能的压力传感器装置。与现有技术相比，具备以下有益效果：
(1)、该具自诊断功能的压力传感器装置，通过在压力感应模块的输出端与中央处理器的输入端通过导线电性连接，中央处理器的输出端均与压力输出模块、记忆存储单元和压力输出调节模块的输入端通过导线电性连接，压力输出模块的输出端与诊断模块的输入端通过导线电性连接，诊断模块的输出端与运行单元的输入端通过导线电性连接，运行单元的输出端与反馈模块的输入端通过导线电性连接，反馈模块的输出端与中央处理器的输入端通过导线电性连接，记忆存储单元的输出端与压力输出调节模块的输入端通过导线电性连接，压力输出调节模块的输出端均与第一故障带和第二故障带的输入端通过导线电性连接，第一故障带和第二故障带的输出端均与信号转换模块的输入端通过导线电性连接，信号转换模块的输出端与压力测量模块的输入端通过导线电性连接，压力测量模块的输出端与输出单元的输入端通过导线电性连接，通过诊断模块和运行单元，用来判断压力感应模块感应的压力信号是否是变化的压力值，进而配合压力输出调节模块将恒定的压力输出信号调整至第一故障带和第二故障带，最后通过输出单元进行判断传感器是否故障，具有实时或离线的诊断功能，以对应的信号接收单元判断传感器是正常工作状态或故障状态。
(2)、该具自诊断功能的压力传感器装置，通过在第一输入模块的输出端与压力变化模块的输入端通过导线电性连接，压力变化模块的输出端均与异常运行模块和正常运行模块的输入端通过导线电性连接，异常运行模块的输出端与输出模块的输入端通过导线电性连接，通过输出模块进一步进行检测，减少判断传感器是否正常工作的干扰因素。
(3)、该具自诊断功能的压力传感器装置，通过在第二输入模块的输出端与标准值模块的输入端通过导线电性连接，标准值模块的输出端与数据对比模块的输入端通过导线电性连接，提取模块的输出端与存储模块的输入端通过导线电性连接，存储模块的输出端均与分析模块和提出模块的输入端通过导线电性连接，通过标准值模块数据对比模块进行配合，使得压力值与标准值进行对比，同时通过存储模块和分析模块的配合，对压力值进行存储，对于下次超高的压力值或超低的压力值直接进行检测，并将多次超高的压力值或超低的压力值进行分析，对于传感器的工作性能进行进一步判定。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图。
图2位本发明的框架示意图。
图3为本发明运行单元的系统原理框图。
图4为本发明输出单元的系统原理框图。
图5为本发明记忆存储单元的系统原理框图。
图6为本发明诊断带示例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种具自诊断功能的压力传感器装置，至少包括依次连接的压力感应模块1、诊断模块2、压力输出调节模块3，压力输出调节模块3至少设定一个故障输出值范围的故障带，当输出值处于故障输出范围值时为故障模式。
其中故障带包括第一故障带401，所述第一故障带401的最小输出值大于最大正常输出电压；正常工作模式，压力输出调节模块3的正常输出电压限定一个最大值，当实际压力值大于该最大值时，压力输出调节模块3始终输出该最大值。
故障带还包括第二故障带402，所述第二故障带402的最大输出值小于最小正常输出电；正常工作模式，压力输出调节模块3的正常输出电压限定一个最小值，当实际压力值小于该最小值时，压力输出调节模块3始终输出该最小值。优选地，所述第二故障带402的最低极限值大于0。
诊断模块2根据预设的条件或监测点对电路实施进行检测，若发现故障，则根据故障类型传输指令给压力输出调节模块3，使压力的输出值在故障带区域，而不是正常输出值的范围；至少包括中央处理器21、压力输出模块22、诊断单元23、运行单元24、反馈模块25，所述压力感应模块1的输出端与中央处理器21的输入端通过导线电性连接，所述中央处理器21的输出端均与压力输出模块22和压力输出调节模块3的输入端通过导线电性连接；所述压力输出模块22的输出端与诊断单元23的输入端通过导线电性连接，所述诊断单元23的输出端与运行单元24的输入端通过导线电性连接，所述运行单元24的输出端与反馈模块25的输入端通过导线电性连接，所述反馈模块25 的输出端与中央处理器21的输入端通过导线电性连接。
还包括记忆存储单元26，所述记忆存储单元26的输出端与压力输出调节模块3的输入端通过导线电性连接，所述记忆存储单元26包括提取模块261、存储模块262、分析模块263和提出模块264；所述提取模块261的输出端与存储模块262的输入端通过导线电性连接，所述存储模块262的输出端均与分析模块263和提出模块264的输入端通过导线电性连接。
运行单元24包括第一输入模块241、压力变化模块242、异常运行模块 243、正常运行模块244和输出模块245；所述第一输入模块241的输出端与压力变化模块242的输入端通过导线电性连接，所述压力变化模块242的输出端均与异常运行模块243和正常运行模块244的输入端通过导线电性连接；所述异常运行模块243的输出端与输出模块245的输入端通过导线电性连接。
压力输出调节模块3的输出端与信号转换模块4的输入端通过导线电性连接，所述信号转换模块4的输出端与压力测量模块5的输入端通过导线电性连接，所述压力测量模块5的输出端与输出单元6的输入端通过导线电性连接；所述输出单元6包括第二输入模块61、标准值模块62和数据对比模块 63；所述第二输入模块61的输出端与标准值模块62的输入端通过导线电性连接，所述标准值模块62的输出端与数据对比模块63的输入端通过导线电性连接。
如图6所示，本发明的第一故障带301，第二故障带302，输出曲线303；通过图中可以得出，该压力检测传感器装置，具有一个平衡的最小值和一个平衡的最大值，在检测过程中能有效区分开故障，在检测过程中，故障带用于输出故障结果，通常它比输出最大值要大，比输出最小值要小的值；
通过设定一个最小值和一个最大值，如在最终检测的电压值为0时，即可判断电路故障为断路，当检测的值大于极限值时，可能出现的是短路或损坏，对本领人员来说，可以根据不用检验需要，自行设定好小于一个预设值的电路故障信息，便于工作人员能够快速查处电子元件是何种故障，操作简单。
使用时，首先预先设定好设备的一个最大值和一个最小值，感应模块感应1感应压力信号，进而通过中央处理器21处理，进一步通过压力输出模块 3输出压力信号，此时通过诊断模块2进行诊断，并将信号输入运行单元24，利用压力变化模块242判断压力信号是超高的压力值或超低的压力值，变化值会使正常运行模块244运行，并通过输出模块245将恒定的压力值输出，此时通过反馈模块25将压力信号反馈给中央处理器21，并将信号输送中压力输出调节模块3，调整传感器输出，使输出值在第一故障带301和第二故障带 302区域，而不是正常输出值得范围，然后通过信号转换模块4将信号转换成可以测量的压力信号，使得可以通过压力测量模块5进行测量，此时测量后的压力信号通过第二输出模块61进入输出单元6，并配合标准值模块62与数据对比模块63进行数据对比，即可进行数据判断。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具自诊断功能的压力传感器装置，至少包括依次连接的压力感应模块(1)、诊断模块(2)、压力输出调节模块(3)，其特征在于，压力输出调节模块(3)至少设定一个故障输出值范围的故障带，当输出值处于故障输出范围值时为故障模式。
2.根据权利要求1所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：所述故障带包括第一故障带(401)，所述第一故障带(401)的最小输出值大于最大正常输出电压。
3.根据权利要求2所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：正常工作模式，压力输出调节模块(3)的正常输出电压限定一个最大值，当实际压力值大于该最大值时，压力输出调节模块(3)始终输出该最大值。
4.根据权利要求1或2所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：所述故障带还包括第二故障带(402)，所述第二故障带(402)的最大输出值小于最小正常输出电压。
5.根据权利要求4所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：正常工作模式，压力输出调节模块(3)的正常输出电压限定一个最小值，当实际压力值小于该最小值时，压力输出调节模块(3)始终输出该最小值。
6.根据权利要求4所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：所述第二故障带(402)的最低极限值大于0。
7.根据权利要求1所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：所述诊断模块(2)根据预设的条件或监测点对电路实施进行检测，若发现故障，则根据故障类型传输指令给压力输出调节模块(3)，使压力的输出值在故障带区域，而不是正常输出值的范围；至少包括中央处理器(21)、压力输出模块(22)、诊断单元(23)、运行单元(24)、反馈模块(25)，所述压力感应模块(1)的输出端与中央处理器(21)的输入端通过导线电性连接，所述中央处理器(21)的输出端均与压力输出模块(22)和压力输出调节模块(3)的输入端通过导线电性连接；所述压力输出模块(22)的输出端与诊断单元(23)的输入端通过导线电性连接，所述诊断单元(23)的输出端与运行单元(24)的输入端通过导线电性连接，所述运行单元(24)的输出端与反馈模块(25)的输入端通过导线电性连接，所述反馈模块(25)的输出端与中央处理器(21)的输入端通过导线电性连接。
8.根据权利要求7所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：还包括记忆存储单元(26)，所述记忆存储单元(26)的输出端与压力输出调节模块(3)的输入端通过导线电性连接，所述记忆存储单元(26)包括提取模块(261)、存储模块(262)、分析模块(263)和提出模块(264)；所述提取模块(261)的输出端与存储模块(262)的输入端通过导线电性连接，所述存储模块(262)的输出端均与分析模块(263)和提出模块(264)的输入端通过导线电性连接。
9.根据权利要求7所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：所述运行单元(24)包括第一输入模块(241)、压力变化模块(242)、异常运行模块(243)、正常运行模块(244)和输出模块(245)；所述第一输入模块(241)的输出端与压力变化模块(242)的输入端通过导线电性连接，所述压力变化模块(242)的输出端均与异常运行模块(243)和正常运行模块(244)的输入端通过导线电性连接；所述异常运行模块(243)的输出端与输出模块(245)的输入端通过导线电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种具自诊断功能的压力传感器装置，其特征在于：所述压力输出调节模块(3)的输出端与信号转换模块(4)的输入端通过导线电性连接，所述信号转换模块(4)的输出端与压力测量模块(5)的输入端通过导线电性连接，所述压力测量模块(5)的输出端与输出单元(6)的输入端通过导线电性连接；所述输出单元(6)包括第二输入模块(61)、标准值模块(62)和数据对比模块(63)；所述第二输入模块(61)的输出端与标准值模块(62)的输入端通过导线电性连接，所述标准值模块(62)的输出端与数据对比模块(63)的输入端通过导线电性连接。
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