一种基于HART总线的气体探测器制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于HART总线的气体探测器，包括数字式气体传感器模块、MCU控制器模块、变送器模组和电源模块，所述变送器模组包括4

【技术实现步骤摘要】
一种基于HART总线的气体探测器


[0001]本技术涉及一种气体探测器，具体的说，涉及了一种基于HART总线的气体探测器。

技术介绍

[0002]在工业生产现场中，气体探测器检测到的易燃、易爆、有毒气体浓度信息，大多数通过4
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20ma电流的方式，传输到控制器或监测系统中。随着技术的发展和探测器功能的增加，此种方式，只能传输简单的气体浓度信息，无法传输现场探测器设备的运行、故障、参数等信息。现场探测器设备也可使用RS
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485等通信方式进行有线通信，但是这样会增加额外的布线，且现场运行人员无法就地进行数据采集，不利于现场维护人员进行数据查看。
[0003]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于HART总线的气体探测器。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种基于HART总线的气体探测器，包括数字式气体传感器模块、MCU控制器模块、变送器模组和电源模块，所述电源模块分别与所述包括数字式气体传感器模块、所述MCU控制器模块和所述变送器模组连接；所述变送器模组包括4
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20ma模块和HART通信模块；
[0006]所述数字式气体传感器模块，用于采集气体浓度信息并生成数字测量数据，以及监测自身设备状态信息生成数字状态数据；
[0007]所述MCU控制器模块，分别与所述数字式气体传感器模块、所述HART通信模块和所述4
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20ma模块连接，用于接收所述数字式气体传感器模组上传的数字测量数据和数字状态数据进行处理，并生成PWM电压信号发送至所述4
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20ma模块，生成数字信号发送至所述HART通信模块；以及接收所述HART通信模块发送的HART信号进行处理；
[0008]所述4
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20ma模块，用于将所述MCU控制器模块器输出的PWM电压信号转换成电流信号对外输出；
[0009]所述HART通信模块，与所述4
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20ma模块连接，用于将所述MCU控制器模块输出的数字信号调制生成HART信号并通过所述4
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20ma模块的电流信号输出，以及用于通过所述4
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20ma模块的电流信号接收HART信号，并解调成数字信号传递给所述MCU控制器模块。
[0010]基于上述，所述MCU控制器模块采用STM32L071MCU芯片。
[0011]基于上述，所述4
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20ma模块包括二阶RC滤波电路、XTR111芯片、三极管和COMS管，所述XTR111芯片的输入引脚通过所述二阶RC滤波电路向所述MCU控制器模块提供电压信号输入端，用于接收PWM电压信号；所述XTR111芯片的输出引脚依次通过所述三极管和所述COMS管对外提供电流输出端，用于输出4
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20ma电流信号。
[0012]基于上述，所述HART通信模块包括ADI5700 芯片，所述ADI5700 芯片的数字输入
引脚用于和数字输出信号分别与所述MCU控制器模块连接，用于接收所述MCU控制器模块输出的数字信号以及输出解调后的数字信号至所述MCU控制器模块；所述ADI5700 芯片的HART输出引脚通过HART_TX信号滤波回路接入所述4
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20ma模块的电流信号输出端，用于输出HART调制信号；所述ADI5700 芯片的ADC_IP引脚通过HART_RX信号滤波回路接入所述4
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20ma模块的电流信号输出端，用于接收HART调制信号；所述ADI5700 芯片的HART_R/T引脚与所述MCU控制器模块连接，用于控制所述ADI5700 芯片进行HART信号调制和HART信号解调。
[0013]基于上述，所述变送器模组还包括开关，所述开关的控制端连接所述ADI5700 芯片的HART_R/T引脚，所述开关的动触点连接所述4
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20ma模块的电流输出端，所述开关的两个静触点分别连接所述HART_TX信号滤波回路和所述HART_RX信号滤波回路，用于根据所述ADI5700 芯片的HART_R/T的信号控制所述4
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20ma模块的电流输出端、所述HART_TX信号滤波回路和所述HART_RX信号滤波回路的连接状态。
[0014]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术包括数字式气体传感器模块、MCU控制器模块、电源模块、4
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20ma模块和HART通信模块，将固定点型气体探测器与HART通信技术相结合，通过固定点型气体探测器的4
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20ma输出线，实时上送现场实测气体浓度和设备状态信息，可以方便的和现场探测器设备进行数据交互，且在现有的信号传输的基础上，不增加额外的布线，减少现场安装和布线的难度，具有低成本、低功耗、易维护、高可靠性等优点，适用于易燃、易爆、有毒气体场所的气体泄漏检测领域。
附图说明
[0015]图1为本技术所述探测器模块组成框图。
[0016]图2为本技术所述STM32L071电路原理图。
[0017]图3为本技术所述4
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20ma模块电路原理图。
[0018]图4为本技术所述HART模块电路原理图。
[0019]图5为本技术所述电源模块电路原理图。
[0020]图6为本技术所述开关的连接示意图。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0022]实施例1
[0023]本实施例提供一种基于HART总线的气体探测器，如图1所示，包括数字式气体传感器模块、MCU控制器模块、变送器模组和电源模块，所述电源模块分别与所述包括数字式气体传感器模块、所述MCU控制器模块和所述变送器模组连接；所述变送器模组包括4
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20ma模块和HART通信模块；
[0024]所述数字式气体传感器模块，用于采集气体浓度信息并生成数字测量数据，以及监测自身设备状态信息生成数字状态数据；优选的，所述设备状态信息包括运行、故障、报警等信息；
[0025]所述MCU控制器模块，分别与所述数字式气体传感器模块、所述HART通信模块和所述4
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20ma模块连接，用于接收所述数字式气体传感器模组上传的数字测量数据和数字状态
数据进行处理，并生成PWM电压信号发送至所述4
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20ma模块，生成数字信号发送至所述HART通信模块；以及接收所述HART通信模块发送的HART信号进行处理；
[0026]所述4
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20ma模块，用于将所述MCU控制器模块器输出的PWM电压信号转换成电流信号对外输出；
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于HART总线的气体探测器，其特征在于：包括数字式气体传感器模块、MCU控制器模块、变送器模组和电源模块，所述电源模块分别与所述包括数字式气体传感器模块、所述MCU控制器模块和所述变送器模组连接；所述变送器模组包括4
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20ma模块和HART通信模块；所述数字式气体传感器模块，用于采集气体浓度信息并生成数字测量数据，以及监测自身设备状态信息生成数字状态数据；所述MCU控制器模块，分别与所述数字式气体传感器模块、所述HART通信模块和所述4
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20ma模块连接，用于接收所述数字式气体传感器模组上传的数字测量数据和数字状态数据进行处理，生成PWM电压信号发送至所述4
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20ma模块，生成数字信号发送至所述HART通信模块；以及接收所述HART通信模块发送的HART信号进行处理；所述4
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20ma模块，用于将所述MCU控制器模块器输出的PWM电压信号转换成电流信号对外输出；所述HART通信模块，与所述4
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20ma模块连接，用于将所述MCU控制器模块输出的数字信号调制生成HART信号并通过所述4
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20ma模块的电流信号输出，以及用于通过所述4
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20ma模块的电流信号接收HART信号，并解调成数字信号传递给所述MCU控制器模块。2.根据权利要求1所述的基于HART总线的气体探测器，其特征在于：所述4
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20ma模块包括二阶RC滤波电路、XTR111芯片、三极管和COMS管，所述XTR111芯片的输入引脚通过所述二阶RC滤波电路向所述MCU控制器模块提供电压信号输入端，用于接收PWM电压信号；所述XTR111芯片的输出引脚依次通过所述三极管和所述COMS管对外提供电流输出端，用于输出4
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20ma电流信号。3.根据权利要求2所述的基于HART总线的气体探测器，其特征在于：所述HART通信模块包括A...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛小民，陈仲库，孙金国，舒四海，王飞，李建营，郑凌雲，邵征，桑小田，姜丹丹，
申请(专利权)人：汉威科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：