压电传感器系统的诊断装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供压电传感器系统的诊断装置，包括待检测电子部件，产生具有特定频率或幅值的激励信号的激励信号源和微处理器；处理器包括：向激励信号源提供给定激励信号的激励信号给定模块和比较给定激励信号和待检测电子部件反馈的激励信号的激励信号比较模块；延激励信号的流向，微处理器的激励信号给定模块、激励信号源、待检测的电子部件和微处理器的激励信号比较模块依次连接。通过采用上述配置，在线对压电传感器系统的信号处理电路进行测试，不需要周期性的拆卸涡街流量计，把它转移至实验室进行检测。这将大大节省时间和成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及压电传感器系统的诊断装置，更确切的说是，包括反馈电路的压电传感器系统的诊断装置。
技术介绍
压电传感器被广泛地应用于各个领域，其中一个应用就是在涡街流量计中。压电传感器、连线或其信号处理电路的故障可能导致测量的不准确性，甚至导致涡街流量计不能正常工作。为了确保压电传感器、连线或其信号处理电路的正常状态，需要周期性地对这些器件进行测试。通常来说，这些器件的测试需要在实验室或者采用其他标准的设备。这就要求拆卸涡街量计，临时打断整个生产流程。特别地，在一些远程的应用中，测试的流程将会是相当的耗时和困难。虽然类似的压电传感器的诊断方法已经提出(U.S. Pat.Nos. 6，531，884)，但该方法受一些关键参数的约束(例如，要求信号源有低输出电阻和连 线有极低漏电阻)，仅在其他电路及器件工作正常的时候才能检测出压电传感器的故障。因此，该方法在压电传感器、连线或其信号处理电路不正常的情况下，不能识别具体的故障源。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提供一种压电传感器系统的诊断装置，该压电传感器系统包括待检测电子部件，产生具有特定频率或幅值的激励信号的激励信号源和微处理器；处理器包括向激励信号源提供给定激励信号的激励信号给定模块和比较给定激励信号和待检测电子部件反馈的激励信号的激励信号比较模块；其中延激励信号的流向，微处理器的激励信号给定模块、激励信号源、待检测的电子部件和微处理器的激励信号比较模块依次连接。通过采用上述配置，在线对压电传感器系统的信号处理电路进行测试，不需要周期性的拆卸涡街流量计，把它转移至实验室进行检测。这将大大节省时间和成本。附图说明图I示出根据本技术的一个实施例的压电传感器系统的诊断装置；图2示出根据本技术的另一个实施例的压电传感器系统的诊断装置；图3示出根据本技术的另一个实施例的压电传感器系统的诊断装置；和图4示出根据本技术的另一个实施例的压电传感器系统的诊断装置。具体实施方式一般来说，压电传感器的故障有开路，短路、退化。在技术中，所有与压电传感器及其信号处理电路相关的故障源被考虑成同一个故障源，即电路故障。由于某些时候线缆可能被一些机械动作损伤，例如线缆的机械振动和弯曲，从而导致线缆断裂或短路。所以开路和短路被认为是线缆的两种故障状态。在实际操作上来说，很难区分时传感器短路还是线缆或信号处理电路短路，同理也很难区分时传感器开路还是线缆或信号处理电路开路。线缆、传感器和信号处理电路的状态被认为单一器件的状态。图I示出根据本技术的一个实施例的压电传感器系统的诊断装置。如图I所示，压电传感器系统的诊断装置包括产生具有特定频率或幅值的激励信号的激励信号源10、信号处理电路19和微处理器20 ;微处理器20包括向激励信号源10提供给定激励信号的激励信号给定模块和比较给定激励信号和待检测电子部件反馈的激励信号的激励信号比较模块；压电传感器的信号处理电路19为待检测的电子部件，其包括电荷放大器22、可调增益运算放大器23、低通滤波器24、数模转换器25和隔离电路26 ;延激励信号的流向，微处理器20的激励信号给定模块、激励信号源10、信号处理电路 19和微处理器20的激励信号比较模块依次连接。其中电荷放大器22的同相端通过平衡电阻21接地，也可以通过电阻与电容并联接地，或者直接接地。具体电路取决于具体电路设计，目的是让同相和反相两个输入端看出去的阻抗相等，使得两个输入端的偏置电流在它们上面产生的压降也相等，起到相互抵消的作用。电荷放大器即可采用同相放大，也可采用反相放大，即上图的同相端和反相端可以互换。具体电路取决于具体电路设计。对同相放大电路而言，优点在于有足够大的输入阻抗，对于输出阻抗很大的电路比较适用；缺点在于放大电路没有“虚地”，抗干扰能力相对较差。对反向放大电路而言，优点是同相端接地，反相端“虚地”，抗干扰能力强；缺点是输入阻抗很小，不适用于前级电路输出阻抗很大的场合。激励信号源10所提供的给定激励信号可以是任意波形的交流信号(例如，方波，正弦波)，比如激励信号源10所提供的给定激励信号的幅值或频率为压电传感器的工作信号的两倍以上或频率。)因此，在处理给定激励信号时可以忽略压电传感器的工作信号，进而根据给定激励信号及其反馈判断信号处理电路的状态。根据微处理器20的激励信号给定模块的指令，激励信号源10输出给定激励信号。给定激励信号通过信号处理电路19 (待检测的电子部件)反馈到微处理器20的激励信号比较模块；通过比较反馈信号和给定激励信号的属性，微处理器20可以得到电路的状态。如果响应信号和激励信号的属性不同，则微处理器20报告信号处理电路故障；否则电路工作在正常状态。比如，如果信号处理电路开路，则反馈信号中没有给定激励信号的幅值或频率分量，微处理器20的激励信号比较模块比较给定激励信号和不含给定激励信号的幅值或频率分量的反馈信号，得到信号处理电路开路的故障。通过采用上述配置，在线对压电传感器系统的信号处理电路进行测试，不需要周期性的拆卸涡街流量计，把它转移至实验室进行检测。这将大大节省时间和成本。优选的，在激励信号源10和信号处理电路19之间加入隔直电容CtlIl,用于过滤低频的压电传感器的工作信号。图2示出根据本技术的另一个实施例的压电传感器系统的诊断装置。如图2所示，压电传感器系统的诊断装置包括产生具有特定频率或幅值的激励信号的激励信号源10、压电传感器13、信号处理电路19和微处理器20，其中压电传感器13为待检测的电子部件。微处理器20包括向激励信号源10提供给定激励信号的激励信号给定模块和比较给定激励信号和待检测电子部件反馈的激励信号的激励信号比较模块；信号处理电路19包括电荷放大器22、可调增益运算放大器23、低通滤波器24、数模转换器25和隔离电路26 ；延激励信号的流向，微处理器20的激励信号给定模块、激励信号源10、压电传感器13、信号处理电路19和微处理器20的激励信号比较模块依次连接。压电传感器13与模拟地8耦合。用于连接压电传感器13的线缆14可等效为漏电阻艮15和线缆电容CJ6并联。激励信号源10所提供的给定激励信号可以是任意波形的交流信号(例如，方波，正弦波)，但是其幅值或频率显著区别于压电传感器的工作信号，比如激励信号源10所提供的给定激励信号的幅值或频率为压电传感器的工作信号的幅值或频率的两倍以上。因此，在处理给定激励信号时可以忽略压电传感器的工作信号，进而根据给定激励信号及其反馈判断信号处理电路的状态。其中电荷放大器22的同相端通过平衡电阻21接地，也可以通过电阻与电容并联接地，或者直接接地。具体电路取决于具体电路设计，目的是让同相和反相两个输入端看出去的阻抗相等，使得两个输入端的偏置电流在它们上面产生的压降也相等，起到相互抵消的作用。电荷放大器22即可采用同相放大，也可采用反相放大，即上图的同相端和反相端 可以互换。具体电路取决于具体电路设计。对同相放大电路而言，优点在于有足够大的输入阻抗，对于输出阻抗很大的电路比较适用；缺点在于放大电路没有“虚地”，抗干扰能力相对较差。对反向放大电路而言，优点是同相端接地，反相端“虚地”，抗干扰能力强；缺点是输入阻抗很小，不适用于前级电路输出阻抗很本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电传感器系统的诊断装置，该压电传感器系统包括待检测电子部件，其特征在于该诊断装置包括 产生具有特定频率或幅值的激励信号的激励信号源； 微处理器，包括 向激励信号源提供给定激励信号的激励信号给定模块； 比较给定激励信号和待检测电子部件反馈的激励信号的激励信号比较模块； 其中 延激励信号的流向，微处理器的激励信号给定模块、激励信号源、待检测的电子部件和微处理器的激励信号比较模块依次连接。2.如权利要求I所述的诊断装置，其中 待检测的电子部件包括信号处理电路。3.如权利要求I所述的诊断装置，还包括 延激励信号的流向，位于待检测的电子部件和微处理器之间的信号处理电路； 其中 待检测的电子部件包括压电传感器。4.如权利要求2所述的诊断装置，其中 信号处理电路包括 延激励信号的流向依次连接的电荷放大器、可调增益运算放大器、低通滤波器、模数转换器和隔离电路； 激励信号源的第一输出端与电荷放大器的第一输入端连接； 电荷放大器的第二输入端通过压电传感器接地。5.如权利要求4所述的诊断装置，还包括 延激励信号的流向，位于激励信号源的第一输出端与电荷放大器之间的隔直电容； 压电传感器临近激励信号源的第一输出端的一端和地之间设有开关或电阻。6.如权利要求3所述的诊断装置，其中 信号处理电路包括 延激励信号的流向依次连接的电荷放大器、可调增益运算放大器、低通滤波器、模数转换器和隔离电路； 电荷放大器的第一输入端通过电阻接地； 延激励信号的流向，激励信号源的第二输出端、压电传感器和地依次连接； 压电传感器远离接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄茂祥，黄闯，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：