CN111649872B - 具备冗余诊断的压力传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压力传感器检测技术领域，且公开了一种具备冗余诊断的压力传感器系统，包括第一数据采集模块和第二数据采集模块；所述第一数据采集模块包括依次电气连接的信号感应模块一、输入模块、数据转化模块一和输出模块一，所述信号感应模块一上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号。该具备冗余诊断的压力传感器装置及系统，通过两个数据采集模块中的输出模块一和输出模块二进行双路的检测值进行输出，对压力传感器检测到的压力进行双路检测，利用设置在输出模块一和输出模块二上的函数发生器，并通过诊断模块设置的故障值进行诊断，将实际的故障值和实际的正常值进行区分，实现了准确诊断输出值的目的。

Description

具备冗余诊断的压力传感器系统
技术领域
本发明涉及压力传感器检测技术领域，具体为一种具备冗余诊断的压力传感器系统。
背景技术
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，通常由压力敏感元件和信号处理单元组成，广泛运用在涉及水利水电、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、机床和管道等众多行业。
现有技术中的压力传感器根据外界压力值的输出一定的信号，这些信号是压力的变化值，在使用的过程中，故障值与正常值混杂，无法进行准确的区分诊断是否设备损坏，并且在实际生产中发现某些压力传感器的故障值总是为一个固定值，具体为固定显示一定的电压，由于这种情况的存在，导致故障值与正常值混杂，形成错误的输出，影响精确度，故而提出一种具备冗余诊断的压力传感器装置及系统来解决上述所提出的问题。
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备冗余诊断的压力传感器系统，具备准确诊断输出值等优点，解决了现有技术中的压力传感器根据外界压力值的输出一定的信号，这些信号是压力的变化值，在使用的过程中，故障值与正常值混杂，无法进行准确的区分诊断是否设备损坏，并且该故障值为固定值，导致错误的输出，影响精确度的问题。
(二)技术方案
为实现上述准确诊断输出值的目的，本发明提供如下技术方案：一种具备冗余诊断的压力传感器系统，包括第一数据采集模块和第二数据采集模块；
所述第一数据采集模块包括依次电气连接的信号感应模块一、输入模块一、数据转化模块一和输出模块一，所述信号感应模块一上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号；所述数据转化模块一上设有模数转换器，用于将电信号转换为数字信号；所述输出模块一内设有第一函数发生器，将数字信号模拟成为函数进行输出；
所述第二数据采集模块包括电气连接的信号感应模块二、输入模块二、数据转化模块二和输出模块二，所述信号感应模块二上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号；所述数据转化模块二上设有模数转换器，用于将电信号转换为数字信号；所述输出模块二内设有第二函数发生器，将数字信号模拟成为函数进行输出；
所述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数相交。
优选的，所述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数对称相交或不对称相交。
优选的，所述输入模块一上设有信号放大器，用于放大信号感应模块一的电信号；所述输入模块二上设有信号放大器，用于放大信号感应模块二的电信号。
一种具备冗余诊断的压力传感器系统，包括ECU模块，所述ECU模块包括依次电气连接的诊断模块和自锁报警模块；
所述诊断模块将上述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数的交点进行记录；
所述诊断模块内还设定有一个固定的故障值；所述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数的交点与故障值不重合；
所述诊断模块根据两个函数的交点和故障值进行判断。
优选的，所述诊断模块根据两个函数的交点和故障值进行判断的过程如下：
当同一压力下，第一函数发生器模拟的函数的输出值与第二函数发生器模拟的函数的输出值不相等时，压力传感器为正常状态；
当同一压力下，第一函数发生器模拟的函数的输出值与第二函数发生器模拟的函数的输出值相等时，若输出值与两个函数交点的值相等，压力传感器为正常状态；若输出值与两个函数交点的值不相等，压力传感器为故障状态；
当同一压力下或不同压力下，若第一函数发生器模拟的函数的输出值或第二函数发生器模拟的函数的输出值与故障值相等，压力传感器为故障状态。
优选的，所述自锁报警模块，用于根据对应的判定结果进行自锁或报警。
优选的，所述自锁报警模块的报警过程为，当故障发生时，进行报警提示；所述自锁报警模块的自锁过程为，当故障在一定时间内持续发生时，传感器进行自锁保护。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种具备冗余诊断的压力传感器系统，具备以下有益效果：
1、该具备冗余诊断的压力传感器系统，通过两个数据采集模块中的输出模块一和输出模块二进行双路的检测值进行输出，对压力传感器检测到的压力进行双路检测，利用设置在输出模块一和输出模块二上的函数发生器，并通过诊断模块设置的故障值进行诊断，将实际的故障值和实际的正常值进行区分，实现了准确诊断输出值的目的，避免错误输出。
2、该具备冗余诊断的压力传感器系统，通过自锁报警模块的使用，可对压力值进行监测，当持续出现输出故障时，使压力传感器断电自锁，并进行报警提示，实现了故障警示的目的。
附图说明
图1为本发明提出的一种具备冗余诊断的压力传感器系统的系统框图；
图2为本发明中检测函数的曲线；
图3为本发明中另一种检测函数的曲线。
图中：11信号感应模块一、21输入模块一、31数据转化模块一、41输出模块一、12信号感应模块二、22输入模块二、32数据转化模块二、42输出模块二、412第二检测函数、422第一检测函数、5ECU模块、501诊断模块、502自锁报警模块。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
如图1-3所示，一种具备冗余诊断的压力传感器系统，包括第一数据采集模块和第二数据采集模块；第一数据采集模块包括依次电气连接的信号感应模块一11、输入模块一21、数据转化模块一31和输出模块一41；信号感应模块一11输出端和输入模块一21的输入端电信连接，输入模块一21的输出端和数据转化模块一31的输入端电信连接，数据转化模块一31的输出端和输出模块一41的输入端电信连接，信号感应模块一11上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号，数据转化模块一31上设有模数转换器，用于将电信号转换为数字信号，输入模块一21上设有信号放大器，用于放大信号感应模块一11的电信号；输出模块一41内设有第一函数发生器，将数字信号模拟成为函数进行输出；
第二数据采集模块包括电气连接的信号感应模块二12、输入模块二22、数据转化模块二32和输出模块二42，信号感应模块二12输出端和输入模块二22的输入端电信连接，输入模块二22的输出端和数据转化模块二31的输入端电信连接，数据转化模块二32的输出端和输出模块二42的输入端电信连接，信号感应模块二12上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号，数据转化模块二32上设有模数转换器，用于将电信号转换为数字信号，输入模块二22上设有信号放大器，用于放大信号感应模块二12的电信号；输出模块二42内设有第二函数发生器，将数字信号模拟成为函数进行输出；
第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数相交；第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数对称相交或不对称相交。
一种具备冗余诊断的压力传感器系统，包括和与第一数据采集模块和第二数据采集模块电气连接的ECU模块5，ECU模块5包括依次电气连接的诊断模块501和自锁报警模块502，；
诊断模块501将上述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数的交点进行记录；
诊断模块501内还设定有一个固定的故障值；第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数的交点与故障值不重合；
诊断模块501根据两个函数的交点和故障值进行判断；
诊断模块501根据两个函数的交点和故障值进行判断的过程如下：
当同一压力下，第一函数发生器模拟的函数的输出值与第二函数发生器模拟的函数的输出值不相等时，压力传感器为正常状态；
当同一压力下，第一函数发生器模拟的函数的输出值与第二函数发生器模拟的函数的输出值相等时，若输出值与两个函数交点的值相等，压力传感器为正常状态；若输出值与两个函数交点的值不相等，压力传感器为故障状态；
当同一压力下或不同压力下，若第一函数发生器模拟的函数的输出值或第二函数发生器模拟的函数的输出值与故障值相等，压力传感器为故障状态；
从而利用两条函数输出进行检测并对比，将压力传感器的真实状态进行区分，防止输出错误；
另外即使其中一条检测函数出错误或者损坏，也不影响对结果的判断，在实施例中如图2和图3所示，其中两个检测函数的函数模型是相交叉的，最为准确的是图2中的检测函数为函数模型对称的正比和反比函数，其中X1 为第一疑似故障值，X3为第二疑似故障值，X2为两者的交叉点；图3 中X1 为第一疑似故障值，X4为第二疑似故障值，X5为两者的交叉点；
自锁报警模块502，用于根据对应的判定结果进行自锁或报警；自锁报警模块502的报警过程为，当故障发生时，进行报警提示，诊断模块501不输；自锁报警模块502的自锁过程为，当故障在一定时间内持续发生时，传感器进行自锁保护。
本发明的有益效果是：通过两个数据采集模块中的输出模块一和输出模块二进行双路的检测值进行输出，对压力传感器检测到的压力进行双路检测，利用设置在输出模块一和输出模块二上的函数发生器，并通过诊断模块设置的故障值进行诊断，将实际的故障值和实际的正常值进行区分，实现了准确诊断输出值的目的，避免错误输出；通过自锁报警模块的使用，可对压力值进行监测，当持续出现输出故障时，使压力传感器断电自锁，并进行报警提示，实现了故障警示的目的。
综上所述，通过两个数据采集模块形成的双路输出进行对比检测，将故障值和正常值进行区分，简单方便，清楚明了的检测出压力传感器的真实状态，现有技术中的压力传感器根据外界压力值的输出一定的信号，这些信号是压力的变化值，在使用的过程中，故障值与正常值混杂，无法进行准确的区分诊断是否设备损坏，并且该故障值为固定值，导致错误的输出，影响精确度的问题。
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 (5)

1.一种具备冗余诊断的压力传感器系统，其特征在于:包括第一数据采集模块和第二数据采集模块；
所述第一数据采集模块包括依次电气连接的信号感应模块一(11)、输入模块一(21)、数据转化模块一(31)和输出模块一(41)，所述信号感应模块一(11)上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号；所述数据转化模块一(31)上设有模数转换器，用于将电信号转换为数字信号；所述输出模块一(41)内设有第一函数发生器，将数字信号模拟成为函数进行输出；
所述第二数据采集模块包括电气连接的信号感应模块二(12)、输入模块二(22)、数据转化模块二(32)和输出模块二(42)，所述信号感应模块二(12)上具有导电颗粒的压力敏感层，用于将压力值转为对应的电信号；所述数据转化模块二(32)上设有模数转换器，用于将电信号转换为数字信号；所述输出模块二(42)内设有第二函数发生器，将数字信号模拟成为函数进行输出；
所述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数相交；
包括ECU模块(5)，所述ECU模块(5)包括依次电气连接的诊断模块(501)和自锁报警模块(502)；
所述诊断模块(501)将上述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数的交点进行记录；
所述诊断模块(501)内还设定有一个固定的故障值；所述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数的交点与故障值不重合；
所述诊断模块(501)根据两个函数的交点和故障值进行判断；
所述诊断模块(501)根据两个函数的交点和故障值进行判断的过程如下：
当同一压力下，第一函数发生器模拟的函数的输出值与第二函数发生器模拟的函数的输出值不相等时，压力传感器为正常状态；
当同一压力下，第一函数发生器模拟的函数的输出值与第二函数发生器模拟的函数的输出值相等时，若输出值与两个函数交点的值相等，压力传感器为正常状态；若输出值与两个函数交点的值不相等，压力传感器为故障状态；
当同一压力下或不同压力下，若第一函数发生器模拟的函数的输出值或第二函数发生器模拟的函数的输出值与故障值相等，压力传感器为故障状态。
2.根据权利要求1所述的具备冗余诊断的压力传感器系统，其特征在于：所述第一函数发生器和第二函数发生器所输出的两个函数对称相交或不对称相交。
3.根据权利要求1所述的具备冗余诊断的压力传感器系统，其特征在于：所述输入模块一(21)上设有信号放大器，用于放大信号感应模块一(11)的电信号；所述输入模块二(22)上设有信号放大器，用于放大信号感应模块二(12)的电信号。
4.根据权利要求1所述的具备冗余诊断的压力传感器系统，其特征在于：所述自锁报警模块(502)，用于根据对应的判定结果进行自锁或报警。
5.根据权利要求4所述的具备冗余诊断的压力传感器系统，其特征在于：所述自锁报警模块(502)的报警过程为，当故障发生时，进行报警提示；所述自锁报警模块(502)的自锁过程为，当故障在一定时间内持续发生时，传感器进行自锁保护。
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