CN204421945U - 变送器设备 - Google Patents

Abstract

提供一种变送器设备。该变送器设备包括：监控单元，用于监控所述变送器设备周边环境中的变化。根据本公开的方案，实现了对变送器设备周边环境中的变化的监控功能。

Description

变送器设备

技术领域

本公开总体上涉及监控技术，具体而言，涉及一种变送器设备及监控其周边环境中的变化的方法。

背景技术

在当前许多设备中、比如众多流量计的变送器设计中，都不具备对周边环境实施监控这一功能。

实用新型内容

鉴于以上问题，根据本公开一个实施方式，提供一种变送器设备，其特征在于，该变送器设备包括：监控单元，用于监控所述变送器设备周边环境中的变化。

监控单元可以包括感测部件，所述感测部件用于检测所述变送器设备附近预定空间内的变化，并生成表示所述变化的第一信号。

变送器设备还可以包括：供电单元，用于基于所述第一信号来对所述变送器设备的显示单元提供背光电力；或者报警单元，用于基于所述第一信号来产生报警。

供电单元和/或报警单元可以集成在所述监控单元内。

变送器设备还可以包括：判断单元，用于判断所述变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作；报警单元，用于在所述判断单元判断所述变送器设备是要在安防模式中操作的情况下，基于由所述感测部件生成的第一信号产生报警；和供电单元，用于在所述判断单元判断所述变送器设备是要在节电模式中操作的情况下，基于由所述感测部件生成的第一信号对所述变送器设备的显示单元提供背光电力。

判断单元可以基于预先设定的工作模式来判断所述变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作，以及，所述预先设定的工作模式包括在白天将所述变送器设备设定为在节电模式中操作，在夜晚将所述变送器设备设定为在安防模式中操作。

判断单元可以包括识别部件，用于在所述感测部件检测到所述变送器设备附近预定空间内的变化的情况下产生表示引起所述变化的物体的识别信号，以及，所述判断单元在所述识别信号是表示特定对象的识别信号时判断所述变送器设备要在节电模式下操作。

特定对象可以是与所述变送器设备相关的工作人员，所述识别部件是如下中任意之一：条形码识别装置，用于识别所述工作人员佩戴的条形码而产生表示所述工作人员的识别信号；二维码识别装置，用于识别所述工作人员佩戴的二维码而产生表示所述工作人员的识别信号；磁条识别装置，用于识别所述工作人员佩戴的磁条而产生表示所述工作人员的识别信号；和人脸识别装置，用于识别所述工作人员的脸部而产生表示所述工作人员的识别信号。

感测部件可以是如下中至少之一：红外传感器，其用于通过探测预定空间内的热辐射的变化来检测所述预定空间内的变化；超声波传感器，其通过发射超声波脉冲并且检测所述预定空间内移动物体对超声波脉冲的反射来检测所述预定空间内的变化；以及微波传感器，其通过发射微波脉冲并且检测在所述预定空间内移动物体对微波脉冲的反射来检测所述预定空间内的变化。

可以以如下方式中至少之一来输出警报：

a)将所产生的警报通过HART协议发送给HART设备；

b)使得所产生的警报在所述变送器设备的显示面板上显示；以及

c)将所产生的警报通过RS-485发送到远程监控器。

判断单元、所述报警单元和所述供电单元中至少之一可以集成在所述监控单元内。

监控单元还可以包括确定部件，用于确定所述感测部件感测的所述预定空间中的变化的幅度，仅当所述幅度大于所述预定阈值时，才输出所述第一信号。

变送器设备还可以包括日志记录单元，其用于记录与报警有关的信息，包括时间戳和变送器设备的位置。

在所述感测部件是红外传感器的情况下，所述变送器设备还可以包括暴露于所述预定空间的光学系统，用于聚焦所述预定空间内物体的红外线辐射，且将其提供给所述红外传感器。

监控单元可以安装在所述变送器设备的显示面板上。

根据本公开实施方式的技术方案，监控设备自身能够监控周边的环境并可进行相应的操作。此外，电路和机械机构实现简单。

附图说明

参照下面结合附图对本公开实施例的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本公开的原理。为了便于示出和描述本公开的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本公开实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1示出了根据本公开实施方式的变送器设备100的外观示意图；

图2示出了根据本公开一个实施方式的变送器设备的配置的结构框图；

图3示出了根据本公开一个实施方式的监控单元的具体实施的结构框图；

图4示出了BISS0001芯片的内部结构图；

图5示出了BISS0001芯片的引脚图；

图6示出了BISS0001芯片的不可重复工作模式的波形图；

图7示出了BISS0001芯片的可重复工作模式的波形图；

图8(a)-8(b)分别示出了根据本公开另外的实施方式的变送器设备的配置的结构框图；

图9示出了在变送器设备中监控单元和报警单元的具体实现例子；

图10示出在变送器中监控单元和供电单元的具体实现例子；

图11示出了根据本公开又一实施方式的变送器设备的配置的结构框图；

图12示出了根据本公开一实施方式的监控单元的配置的结构框图；

图13示出了变送器设备包括菲涅尔透镜的情况下的具体配置例子；

图14(a)和图14(b)示出了菲涅耳透镜结构的示意图；以及

图15描绘了根据本公开实施方式的用于监控设备周边环境的方法。

具体实施方式

下面参照附图来说明本公开的实施例。在本公开的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出 的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本公开无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

图1示出了根据本公开实施方式的变送器设备100的外观图。该变送器设备包括监控单元110，用于监控所述变送器设备周边环境中的变化。如图所示，监控单元110安装在变送器设备100的显示面板上，然而实现时不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要采用各种设置方式，只要能够实现本公开的目的。监控单元110可以用来探测变送器设备周边环境中的变化，该变化比如有人闯入变送器设备100的工作范围内，或者是在变送器设备100的工作范围内出现工作人员，或者可以是湿度、亮度、温度的变化等，从而根据该变化产生相应的动作，例如发出声音或烟雾警报，从而关闭变送器设备100或启动变送器设备100等。本公开在此不受限制。

如图2所示，监控单元110包括感测部件1101。感测部件1101用于感测预定空间内的变化，并将感测到的变化转换成电信号。该电信号可以被提供给变送器设备100。该预定空间的范围根据安装监控单元110的设备不同、监控的目的不同而不同。如上所述，该预定空间的范围可以是变送器设备100的工作范围。本领域技术人员可以根据实际需要设定该范围大小，本公开在此不受特别限制。

感测部件的具体实现例子

根据一个示例，感测部件是红外传感器，例如热释电红外传感器。在此情况下，还可以对热释电红外传感器耦接一热释电红外探测器芯片，以对传感器的输出信号进行放大、滤波等处理。即感测部件也可以是热释电红外传感器和热释电红外探测器芯片二者的结合，如图3所示。此时感测部件也被称为热释电红外探测器。在图3中，热释电红外传感器以RE200B为例示出。典型的热释电红外传感器使用热释电材料(比如硫酸三甘氨酸或者锂钽铁矿)，配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。如果材料的温度发生变化(在探测器壳体内受到热辐射时)，材料的极性也会改变。它能以非接触方式检测出来自人体发出的红外辐射，将其转化为电信号输出，并可有效抑制人体辐射波长以外的干扰辐射，如阳光、灯光及其反射光。

在室温条件下，任何物品都有辐射。温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动物，红外辐射也最稳定。热释电红外探测器属于被动探测器的一种，即探测器本身不发射任何能量，只被动接收、探测来自环境的红外辐射。在无人或动物进入探测区域即上文所述的预定空间内时，现场的红外辐射稳定不变。一旦有人体红外辐射进来，热释电红外传感器和热释电红外探测器 芯片就会产生突变电信号。热释电红外探测器形成的警戒线一般可达到数十米。举例来说，热释电红外传感器的探测波长范围是8-14μm，人体辐射的红外峰值波长约为9.4μm，正好在该范围以内。

通过热释电红外探测器这样的被动探测器实现的方案可以达到降低功耗、延长电路元器件寿命的优点。

以上示例了感测部件是热释电红外探测器的例子。例如，感测部件还可以包括超声波传感器，其发射超声波脉冲并且检测预定空间内移动物体对超声波脉冲的反射，或者是微波传感器，其发射微波脉冲并且检测在预定空间内所述移动物体对微波脉冲的反射。本领域技术人员还可以根据探测的信号不同而采用不同的传感器，本公开在此不受限制。感测部件也可以采用以上传感器中的两个或更多个，从而只要以上传感器中的一个检测到了变化，就表示空间中存在变化。也可以是两个或全部传感器检测到变化才表示空间中有变化，这样更严格地控制对变化的检测，可以防止虚假警报的产生，降低处理虚假警报的成本等。

感测部件中包含的热释电红外探测器芯片可以对热释电红外传感器输出的电信号进行诸如滤波、放大的处理。经过这样的处理，热释电红外传感器输出的电信号去除了杂音、噪声等，并且更大的信号幅度能够被更容易地检测到。下面描述热释电红外探测器芯片的一个具体实现例子。红外探测器芯片的例子可以是热释电红外探测器芯片BISS 0001。该芯片的特点如下：

●低功耗CMOS数模混合专用集成电路(适合于电池供电的被动红外装置)

●具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处理

●内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰，良好的抗噪性能

●内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽

●双重模式：可重复触发和不可重复触发模式

●采用16脚DIP封装或SOP封装。

图4示出了其内部结构图。如图4所示，其是由运算放大器OP、电压比较器COP、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。BISS0001芯片的引脚图如图5所示，引脚的定义和功 能如表格1所示。芯片额定工作范围如表格2所示。

表格1：BISS0001芯片引脚定义和功能

其中Tx是触发后输出引脚VO保持为高电平的持续时间，Ti是触发被抑制的时间。

表格2：BISS0001芯片额定工作范围(TA＝25℃，VSS＝0V)

下面参考图6-7介绍BISS 0001芯片的两种工作模式，分别是不可重复工作模式和可重复工作模式。

以图6所示的不可重复触发模式下的波形，来说明不可重复工作模式中的工作过程。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号VS。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD＝5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。当输入电压VC<VR(≈0.2VDD)时，COP3输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，VO下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使VO跳变为有效状态(高电平)，可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

以图7所示的可重复触发模式下的波形，来说明可重复工作模式中的工作过程。可重复触发工作方式下的波形在VC＝“0”、A＝“0”期间，信号VS不能触发VO为有效状态。在VC＝“1”、A＝“1”时，VS可重复触发VO为有效状态，并可促使VO在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要VS发生上跳变，则VO将从VS上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若VS保持为“1”状态，则VO一直保持有效状态；若VS保持为“0”状态，则在Tx周期结束后VO恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何VS的变化都不能触发VO为有效状态。

监控单元110中包含的感测部件1101为变送器设备100提供电信号，以供其进一步的利用。本公开将会示出使用该电信号的两个例子：检测外来者的闯入并发出警报以及检测工作人员的靠近并点亮显示单元的背光灯。本公开不限于这两个例子。比如，还可以检测工作人员的离去，设定一定的阈值，检测的红外辐射保持恒量该阈值之后即关闭背光灯，等等。

图8示出了变送器设备100针对上述两种情况下的电路配置框图。如图8(a)所示，变送器设备100除了包括监控单元110以监控预定空间中的变化之外，还包括报警单元120，其根据监控单元110的输出产生警报。在安全要求比较高的地方，可以采用图8(a)所示的电路设置，从而只要有物体靠近变送器设备并引起变送器设备中的监控单元检测到预定空间中的变化，变送器设备就会产生报警给控制室。预定空间可以根据不希望有物体(例如，人或动物)闯入变送器前方的范围来确定，从而例如可以避免外来人查看变送器设备中的数据，或者外来动物闯入后破坏变送器设备等。

可替代地，变送器设备可以包括供电单元。如图8(b)所示，变送器设备包括监控单元110以监控工作人员的出现，还包括供电单元130，其根据监控单元110的输出对变送器设备110的显示单元150提供背光电力。在安全程度比较高的场所，可以采用图8(b)所示的电路配置，从而在有人靠近时就点亮显示屏，以方便用户清晰地读出变送器设备的流量信息，且由于安全程度较高，靠近的人多数情况下是有授权进入变送器设备周围预定区域的合法用户，因此无需产生报警。

针对图8(a)所示的变送器设备，下面以变送器设备100中的主控制器作为报警单元120为例来说明如何产生报警。

如图9所示，监控单元中的感测部件包含的BISS0001芯片耦接到变送器设备中的主控DSP。通过主控DSP采样经过隔离和电压转换的3.3V DI(数字输入)信号，得到由BISS0001芯片输出的信号VO(5V的数字输出)，主控DSP检测到DI信号，将此定义为警报。在图9所示的例子中，在BISS0001芯片和主控DSP之间设置有用于降压的隔离器。该隔离器不是必需的，可根据实际情况设置，本公开在此不受限制。

以上描述了报警单元120设置在变送器设备中，且与监控单元110耦接的例子。然而，图8(a)中示出的报警单元120也可以是集成在监控单元1101内的。本公开在此不受限制。

也可以将感测部件中包含的传感器直接连接到报警单元。这可以根据所采取的传感器的性能、报警单元的灵敏度、对环境安全性的要求等来确定，只要报警单元能够根据用户的需求捕捉到传感器的输出并相应地输出报警 信号即可，本公开在此不受限制。

广播警报的方式

下面列举广播警报的方式，如上所述该警报可以由报警单元或变送器设备的主控制器生成。

此警报可以由以下三种方式进行广播：

通过HART(Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通道)协议发送给HART设备；

在变送器设备显示单元的液晶显示面板上以警报菜单的形式显示；

通过RS-485发送到远程监控器(例如艾默生监控软件Prolink或者其它分布式控制系统)。

警报的实现方法

在当前变送器软件设计中，对于不同产品，有几百种警报类型。以1700/2700变送器为例，警报被定义为A0到A133。DSP只需要在当前软件结构中增加一个新的警报类型A134(发现擅闯)。以下是用3种方式广播警报的实现方法。

a)通过在现有报警字节中新增1个位来将此警报添加到HART数据中。然后HART设备会接收到此警报；

b)在液晶面板上新建一个报警图案或者将此警报添加到如下图所示的当前显示菜单中；

c)在RS-485MODBUS中增加1个位来表示此警报。RS-485MODBUS RTU(地址111，波特率38400)帧含有1个起始位，8个数据位，无奇偶校验位，以及1到2个停止位。

针对上述三种警报生成方式，对应的系统响应时间分别是：

方法a)对应的响应时间：T0+T1+T2(约为300毫秒)

方法b)对应的响应时间：T0+T1+T3(约为250毫秒)

方法c)对应的响应时间：T0+T1+T4(约为110毫秒)

其中T0是主控DSP响应时间，T1是隔离器延时，T2是HART数据更新周期，T3是液晶显示面板刷新周期，T4是RS-485通信周期。

当用户通过SW1开关的设置使BISS0001芯片处于可重复触发模式(VC＝“1”、A＝“1”)下时，在Tx周期内，只要监控单元探测到周围环境中的变化，就一直产生警报。HART和RS-485报警表示为相对应寄存器的某个 位一直被设为高(逻辑1)，液晶显示面板报警则表现为液晶面板显示单元持续显示对应警报。

当用户通过SW1开关的设置使BISS0001芯片处于不可重复触发模式(A＝“0”)下时，在TX周期内，即使监控单元探测到周围环境中的变化，也禁止报警。不可重复触发模式适用于对安全系数要求比较低的场所，也可用于避免周围人/动物反复经过变送器设备引起的多次触发或误触发。

在安防模式下用户可根据安全系数要求等自行设置BISS0001芯片的工作模式。

变送器设备100还可以包含日志记录单元，用于记录所有报警事件并自动生成警报日志。例如，警报日志可以包含时间戳和变送器设备位置，便于用户调阅闭路电视等监控设备来掌握发生在诸如贸易交接过程中的具体情况。该动作也可以由变送器设备100内部的部件来完成，本公开在此不受限制。

下面描述变送器设备100包含供电单元130的情况下的具体实现例子。类似地，该供电单元130也可集成在监控单元110内。

图10示出了供电单元的具体实现例子。在该示例中，感测部件可以采用上述实施例中的热释电红外传感器和热释电红外探测芯片BISS0001，如虚线框所示。同时参考图10和图4，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C5耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号VS去启动延迟时间定时器。

输出信号VO经NPN型晶体管T放大、以驱动继电器J1去接通开关LED_+和LED_-，从而形成给LED背光灯供电的电流回路。NMOS管Q1的栅极接控制信号“Power_Saving_Control”，此信号低电平有效。当此信号为高电平时，Q1导通，使9脚输入为低电平而封锁触发信号VS；当此信号为低电平时，Q1截止，使9脚输入为高电平而产生触发信号VS。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，红外开关处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，红外开关则处于不可重复触发工作方式。

在以上第二示例中，晶体管T、继电器J1和开关(LED_+和LED_-表示开关的两端)结合起来用作供电单元，如图10的点划线框所示。然而，图10的描绘仅是示例，不用来限制本公开，本领域技术人员可以根据实际需要采用供电单元和放大单元的其他例子。在该示例中，变送器设备平时可以处于节电状态。当探测器检测到有人在变送器设备前方的探测区域内移动时，即，检测到预定空间中的变化时，液晶显示屏的背光灯会自动开启，以 方便用户清晰地读出流量信息。

当用户通过SW1开关的设置使BISS0001芯片处于可重复触发模式(VC＝“1”、A＝“1”)下，在TX周期内，只要监控单元探测到周围有物体(例如人和/或动物)，则显示单元的背光灯会保持点亮状态。在不可重复触发模式(A＝“0”)下，在TX周期内，即使监控单元探测到周围有物体(例如人和/或动物)，背光灯也不会保持点亮。不可重复工作模式例如适用于对节电要求比较高的场所，或者可用于避免物体(例如人和/或动物)反复出现从而导致变送器多次触发或误触发。

在节电模式下，用户可根据节电要求等选择BISS0001芯片的工作模式。

从上述描述可知，在节电模式和安防模式下，可以根据具体使用情况使BISS0001芯片分别以可重复触发模式和不可重复触发模式进行操作。例如，用户可通过手动设定开关SW1来设置可重复触发/不可重复触发模式。具体设置方式可以通过各种已知的方式来实现。

变送器设备100中还可以既包括报警单元也包括供电单元。在这种情况下，可以在监控单元输出信号之后，判断变送器设备应在安防模式工作以输出报警还是应在节电模式工作以点亮显示单元背光灯。在这种情况下，可以根据实际情况灵活地选择变送器设备的操作。

如图11所示，变送器设备100包括判断单元140，用于判断变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作。在判断单元140判断出要在安防模式操作的情况下，启动报警单元120，以如上所述产生警报。在判断单元140判断出要在节电模式操作的情况下，启动供电单元130，以如上所述点亮显示单元的背光灯。

判断单元140可以根据预先设定的工作模式来判断应执行安防还是节电模式。比如，预先设定的工作模式可以是当前时间。在这种情况下判断单元140判断当前是否为例如早晨6:00-晚18:00的时间段，预设在该时间段下变送器设备处于工作时间段内的节电模式，如果判断为处于该时间段，则在工作人员靠近时即点亮背光灯便于工作人员读取数据。如果判断单元140判断出当前时间是晚18:00-第二天早6:00的时间段，则判断变送器设备处于安防模式，这样在非工作人员试图闯进变送器设备工作范围以便盗取数据等时，可以产生警报从而保护变送器设备数据安全。以上的时间预设模式仅是示例，判断单元140还可以根据其他预先设定的工作模式来判断变送器设备应处于节电模式还是安防模式。

除了根据预设模式进行判断之外，判断单元140还可以包含识别部件，用于在监控单元内包含的感测部件检测到变送器设备附近预定空间内出现 变化时，识别引起该变化的物体并产生相应的识别信号。在识别信号是表示特定对象比如工作人员的识别信号时，判断单元判断出变送器设备要在节电模式下操作。

比如，识别部件可以是人脸识别装置，用于识别上述物体的脸部，在进行比对后确认该脸部是与例如预先存储的、变送器设备相关的内部工作人员的脸部时，产生识别信号以表示物体是内部工作人员。从而判断单元140启动供电单元，例如可以将供电单元与监控单元包含的感测部件相耦连，实现节电模式下的操作。此外，识别部件还可以是条形码识别装置、二维码识别装置、磁条识别装置等，分别用于识别物体佩戴的条形码、二维码、磁条来识别靠近的物体是否为工作人员等，从而确定变送器设备要在哪个模式下工作。当没有识别结果或识别结果为“非”时，可保持现状或进入安防模式。

上述判断单元140也可以集成在监控单元110内，也可以作为分立部件设在变送器设备中、监控单元110外。本公开在此不受限制。

图12示出了监控单元110的另一个配置例子。如图12所示，监控单元110除了感测部件1101之外，还包括确定部件1102，用于确定感测部件感测的变送器设备预定空间中的变化的幅度、时间等相关量值。如果该量值小于预定的阈值，则禁止感测部件输出信号，从而不会给后面的电路提供任何信号，或者向变送器设备内的主控制器输出信号告知其变送器设备附近空间内没有任何变化。仅当上述幅度等相关量值大于预定阈值时，感测部件才输出信号给后面的电路，从而变送器设备在节电或安防等模式下工作。

例如，在以上采用热释电红外传感器作为感测部件的例子中，如果热释电红外传感器输出的信号的幅度小于预设的阈值，或者幅度和时间的乘积小于预设的阈值，则禁止热释电红外传感器将信号输出到热释电红外探测器芯片和/或供电单元或报警单元。此时，可以防止比如在小动物从变送器设备附近快速闪过等情况下也启动报警或点亮显示器屏幕，从而造成虚假报警或不必要地浪费变送器设备的电力。

除此之外，如上所述，感测部件可以采用多个传感器。可设置为只有多个传感器都检测到变化时，才将传感器的信号输出给后面的报警单元或供电单元，这样也可以避免处理虚假警报。

光学系统

以上描述了感测部件感测环境中的变化，并将感测的变化转换成电信号提供给变送器设备以供使用。在不同的情况下，需要感测部件检测的范围、广度、角度不同。鉴于此，可以在感测部件之前安装光学系统，以满足不同场合的需要。

仍然以感测部件包括热释电红外传感器等光传感器为例，在此情况下，根据安装的光学系统所导致的结构、警戒范围和探测距离的不同，探测器大致可分为单波束型和多波束型两种。单波束型采用反射聚焦式光学系统，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。这种方式的探测器境界视场角较窄，一般在5°以下，但作用距离较远，可长达百米。因此又称为直线远距离控制型被动红外探测器，适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。

多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采用红外塑料透镜－多层光束结构的菲涅尔透镜。这种透镜是用特殊塑料一次成型，若干个小透镜排列在一个弧面上。监控范围在不同方向呈多个单波束状态，组成立体扇形感热区域，构成立体监控。菲涅尔透镜自上而下分为几排，上边透镜较多，下边较少。因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强，正好对着上边的透镜。下边透镜较少，一是因为人体下部红外辐射较弱，二是为防止地面小动物红外辐射干扰。多波束型探测器的监控视场角比单波束型大得多，水平可以大于90°，垂直视场角最大也可以达到90°，但作用距离较近。所有透镜都向内部设置的热释电器件聚焦，因此灵敏度较高，只要有人在透镜视场内走动就会触发。

图13示出了在菲涅尔透镜与热释电红外传感器RE200B相连接的一个具体例子。如图13所示，RE200B传感器有两个以电压逆变配置相连的传感元件。这样的设计消除了由振动、温度变化和阳光引起的信号干扰。在传感器前走动的人会先后激活第一和第二传感元件(图中未示出)，而其他会同时影响到两个传感元件的干扰源带来的影响可以被抵消。

下面介绍一下菲涅耳透镜以及安装菲涅耳透镜的好处。如图14(a)和图14(b)所示，菲涅耳透镜是一个在透镜本身形成的平凸透镜，同时保留其光学特性。它具有体积小和吸收损失少的优点，是在多种探测器中应用最广泛的透镜。菲涅耳透镜平坦的一面和感测部件相耦连。这种透镜成本低廉，并且由于现有技术中RE200B需要一个玻璃窗口做遮挡，使用菲涅尔透镜使得不再需要一个另外的窗口。使用菲涅耳透镜的探测器通常可以探测到约30米或100英尺的物体。小型的菲涅耳透镜直径较小，便于在面板上开孔。从而有利于监控单元110安装在变送器设备的显示面板上，使得光学系统可以暴露于空气之中，从而感测环境中的任何变化，例如可采用如图1所示的那种配置。

方法实施例

根据本公开实施方式，还提供一种在变送器设备中监控周边环境中的变 化的方法。如图15所示，该方法200开始于S210，在步骤S220包括：由所述变送器设备监控其周边环境中的变化。

在一种具体示例中，步骤S220可以具体实现为包括：通过所述变送器设备中的感测部件检测所述变送器设备附近预定空间内的变化，并生成表示所述变化的第一信号。

此外，可以基于第一信号产生报警，或者，基于第一信号来对变送器设备的显示单元提供背光电力。

另外，还可以判断变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作；在判断变送器设备是要在安防模式中操作的情况下，基于第一信号来产生报警；在判断变送器设备是要在节电模式中操作的情况下，基于第一信号来对变送器设备的显示单元提供背光电力。

其中，上述判断可以包括：基于预先设定的工作模式来判断变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作，以及，所述预先设定的工作模式包括在白天将变送器设备设定为在节电模式中操作，在夜晚将变送器设备设定为在安防模式中操作。

其中，上述判断还可以包括：在感测部件检测到变送器设备附近预定空间内的变化的情况下产生表示引起变化的物体的识别信号，以及在识别信号是表示特定对象的识别信号时判断变送器设备要在节电模式下操作。

其中，上述特定对象可以是与变送器设备相关的工作人员，且可以通过如下方式中任意之一产生识别信号：通过识别工作人员佩戴的条形码而产生表示工作人员的识别信号；通过识别工作人员佩戴的二维码而产生表示工作人员的识别信号；通过识别工作人员佩戴的磁条而产生表示工作人员的识别信号；和通过识别工作人员的脸部而产生表示工作人员的识别信号。

其中上述感测部件是如下中至少之一：红外传感器，其用于通过探测预定空间内的热辐射的变化来检测预定空间内的变化；超声波传感器，其通过发射超声波脉冲并且检测预定空间内移动物体对超声波脉冲的反射来检测预定空间内的变化；以及微波传感器，其通过发射微波脉冲并且检测在预定空间内移动物体对微波脉冲的反射来检测预定空间内的变化。

其中通过如下方式中至少之一来输出警报：a)将所产生的警报通过HART协议发送给HART设备；b)使得所产生的警报在变送器设备的显示面板上显示；以及c)将所产生的警报通过RS-485发送到远程监控器。

该方法还可以先确定所述感测部件感测的所述预定空间中的变化的幅度，仅当所述幅度大于所述预定阈值时，才输出所述第一信号。

该方法还可以包括日志记录步骤：在产生报警的情况下记录与报警有关 的信息，包括时间戳和变送器设备的位置。

该方法的执行中的有关细节可参考以上对变送器设备的详细描述，细节在此不再赘述。

以上以变送器设备为例对本实用新型实施方式进行了描述。应理解变送器设备只是示例。具体应用场景不受限制。本领域技术人员可以根据本公开想到在其他有类似需要的设备上设置如上文所描述的感测部件等，并且进一步地进行后续的处理。

上面已通过框图、流程图和/或实施例进行了详细描述，阐明了根据本公开的实施例的装置和/或方法的不同实施方式。在上面对本公开具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。涉及序数的术语“第一”，“第二”等并不表示这些术语所限定的特征、要素、步骤或组件的实施顺序或者重要性程度，而仅仅是为了描述清楚起见而用于在这些特征、要素、步骤或组件之间进行标识。

此外，本公开的各实施例的方法不限于按照说明书中描述的或者附图中示出的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本公开的技术范围构成限制。

尽管上面已经通过对本公开的具体实施例的描述对本公开进行了披露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本公开的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本公开的保护范围内。

Claims (14)

1.一种变送器设备，其特征在于，该变送器设备包括：

监控单元，用于监控所述变送器设备周边环境中的变化，

供电单元，用于基于所述监控单元监控的所述变送器设备附近预定空间内的变化、来对所述变送器设备的显示单元提供背光电力；或者

报警单元，用于基于所述监控单元监控的所述变送器设备附近预定空间内的变化、来产生报警。

2.一种变送器设备，其特征在于，所述变送器设备包括：

监控单元，用于监控所述变送器设备周边环境中的变化，

判断单元，用于判断所述变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作；

报警单元，用于在所述判断单元判断所述变送器设备是要在安防模式中操作的情况下，基于所述监控单元监控的所述变送器设备附近预定空间内的变化产生报警；和

供电单元，用于在所述判断单元判断所述变送器设备是要在节电模式中操作的情况下，基于所述监控单元监控的所述变送器设备附近预定空间内的变化、对所述变送器设备的显示单元提供背光电力。

3.根据权利要求1或2所述的变送器设备，其特征在于，所述监控单元包括感测部件，所述感测部件用于检测所述变化，并生成表示所述变化的第一信号。

4.根据权利要求1或2所述的变送器设备，其特征在于，所述供电单元和/或报警单元集成在所述监控单元内。

5.根据权利要求2所述的变送器设备，其特征在于，所述判断单元基于预先设定的工作模式来判断所述变送器设备是要在安防模式还是在节电模式中操作，以及，所述预先设定的工作模式包括在白天将所述变送器设备设定为在节电模式中操作，在夜晚将所述变送器设备设定为在安防模式中操作。

6.根据权利要求2所述的变送器设备，其特征在于，所述监控单元包 括感测部件，所述感测部件用于检测所述变化，并生成表示所述变化的第一信号，所述判断单元包括识别部件，用于在所述感测部件检测到所述变送器设备附近预定空间内的变化的情况下产生表示引起所述变化的物体的识别信号，以及，所述判断单元在所述识别信号是表示特定对象的识别信号时判断所述变送器设备要在节电模式下操作。

7.根据权利要求6所述的变送器设备，其特征在于，所述特定对象是与所述变送器设备相关的工作人员，所述识别部件是如下中任意之一：

条形码识别装置，用于识别所述工作人员佩戴的条形码而产生表示所述工作人员的识别信号；

二维码识别装置，用于识别所述工作人员佩戴的二维码而产生表示所述工作人员的识别信号；

磁条识别装置，用于识别所述工作人员佩戴的磁条而产生表示所述工作人员的识别信号；和

人脸识别装置，用于识别所述工作人员的脸部而产生表示所述工作人员的识别信号。

8.根据权利要求3所述的变送器设备，其特征在于，所述感测部件是如下中至少之一：

红外传感器，其用于通过探测预定空间内的热辐射的变化来检测所述预定空间内的变化；

超声波传感器，其通过发射超声波脉冲并且检测所述预定空间内移动物体对超声波脉冲的反射来检测所述预定空间内的变化；以及

微波传感器，其通过发射微波脉冲并且检测在所述预定空间内移动物体对微波脉冲的反射来检测所述预定空间内的变化。

9.根据权利要求1或2所述的变送器设备，其特征在于，以如下方式中至少之一来输出警报：

a)将所产生的警报通过HART协议发送给HART设备；

b)使得所产生的警报在所述变送器设备的显示面板上显示；以及

c)将所产生的警报通过RS-485发送到远程监控器。

10.根据权利要求2所述的变送器设备，其特征在于，所述判断单元、 所述报警单元和所述供电单元中至少之一集成在所述监控单元内。

11.根据权利要求3所述的变送器设备，其特征在于，所述监控单元还包括确定部件，用于确定所述感测部件感测的所述预定空间中的变化的幅度，仅当所述幅度大于所述预定阈值时，才输出所述第一信号。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的变送器设备，其特征在于，还包括日志记录单元，其用于记录与报警有关的信息，包括时间戳和变送器设备的位置。

13.根据权利要求8所述的变送器设备，其特征在于，在所述感测部件是红外传感器的情况下，所述变送器设备还包括暴露于所述预定空间的光学系统，用于聚焦所述预定空间内物体的红外线辐射，且将其提供给所述红外传感器。

14.根据权利要求1-11中任一项所述的变送器设备，其特征在于，所述监控单元安装在所述变送器设备的显示面板上。