[发明专利]一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器

说明书

本发明一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，涉及了以下技术方案：一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，采用1oo1D硬件结构，即硬件设计上采用两个完全独立的功能通道结构，硬件模块包括作为主通道的基本功能模块和诊断通道的诊断模块，其中诊断模块用于对变送器组成部分进行诊断。诊断模块的添加可在基本模块出现失效或故障的情况下，给出报警信号，让仪表回到安全模式。通过采用上述技术方案，本发明提供的支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器具有以下优点：高安全性，低成本，低功耗，满足并解决现有一体化温度变送器在高安全性场合稳定测量温度的问题。

技术领域

本发明涉及工业仪器仪表领域的温度变送器，尤其涉及一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器。

背景技术

温度变送器是工业现场常用测量仪表，采用热电偶/热电阻作为传感器，传感器输出信号经放大和调理后送入A/D转换器将模拟信号转成数字信号,单片机实现数据处理、功能设置、非线性校正、温度补偿、量程转换等功能,经过D/A输出与温度呈线性关系的4-20mA电流信号，从而达到测温的目的。

传统一体化温度变送器受成本，技术等因素影响，仅具有基本测量功能和简单超限报警功能，远不能满足石化、电力等场合对生产过程的高安全性需求。根据统计，控制系统失效诱因通常为传感器和执行器故障。因此，提高仪表故障诊断水平、确保仪表输出数据的可靠性及可信度很有必要。

依据GJB/Z 299C标准中元器件的失效占效概率及严酷度等级划分，对温度变送器的进行失效及故障率分析，传感通道的失效占仪表故障率的90％以上，所以温度变送器的传感通道信号的安全可靠关系到仪表测量的准确性，一款支持传感通道诊断的温度变送器对提高生产和维护的安全性，具有重大意义和市场价值。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，满足并解决现有一体化温度变送器在高安全性场合稳定测量温度的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，采用1oo1D硬件结构，即硬件设计上采用两个完全独立的功能通道结构，硬件模块包括作为主通道的基本功能模块和诊断通道的诊断模块，其中诊断模块用于对变送器组成部分进行诊断。诊断模块的添加可在基本模块出现失效或故障的情况下，给出报警信号，让仪表回到安全模式。

上述的一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，其中，所述的基本功能模块包括传感器、传感器激励及调理电路模块、AD转换模块、显示模块及DA输出模块；所述的基本功能模块中的微处理器与传感器、传感器激励及调理电路、AD转换模块连接，用于测量仪表的基本温度及4-20mA电流输出。

上述的一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，其中，所述的诊断模块包括AD转换模块、电子开关模块、电压比较模块和电压跟随模块等；所述的诊断模块中的AD转换模块与所述微处理通过标准通信接口连接，结合电压保护模块，采集传感器的重要模拟信号，用于微处理器对传感通道的信号进行诊断。

上述的一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，其中，所述微处理器采用低功耗的MCU微处理器，所述传感器、传感器激励及调理电路、两个AD转换模块、DA输出模块及显示模块通过不同的标准通信接口与所述MCU微处理器进行数据通信。

上述的一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，其中，所述的基本功能模块中AD转换模块采用24位高精度、低功耗的芯片，通过SPI接口与所述微处理进行数据通信，用于主通道传感器电压信号的采集。

上述的一种支持传感通道诊断的一体化智能温度变送器，其中，所述的诊断模块中的AD转换模块采用16位高精度芯片，通过I2C接口与所述微处理器进行数据通信，用于采集传感通道重要模拟信号。