有一種傳感器可以可靠的發(fā)現(xiàn)漏水警情,并且具有很強(qiáng)的抗干擾能力,這就是現(xiàn)場(chǎng)總線式的漏水報(bào)警智能傳感器,下面是儀器儀表世界網(wǎng)的詳細(xì)介紹。
本文設(shè)計(jì)一種現(xiàn)場(chǎng)總線式的漏水報(bào)警智能傳感器,將智能化功能結(jié)合到傳感器中,能夠可靠地發(fā)現(xiàn)漏水警情,并通過總線接口將自身地址以純數(shù)字信號(hào)發(fā)送出去,具有很強(qiáng)的抗干擾能力。如有必要,可直接完成對(duì)電磁閥的控制,在最短的時(shí)間內(nèi)控制住水的泄漏??偩€長(zhǎng)度可達(dá)到千米以上,若干個(gè)傳感器串接即可監(jiān)控較大范圍,節(jié)省了大量的導(dǎo)線。同時(shí),傳感器和總線接口工作時(shí)的電源,也由總線上取得,節(jié)省了大量的獨(dú)立電源。
1 電路設(shè)計(jì)
智能傳感器主要由水感知電路和數(shù)據(jù)發(fā)送電路兩部分組成:兩者緊密結(jié)合,完成對(duì)漏水的智能化監(jiān)控。
1.1 水感知電路
據(jù)試驗(yàn)測(cè)定,水的電阻在30~600 kΩ之間,感知電路核心部分采用一片LM311電壓比較器芯片,R11(10 kΩ),R10(300 kΩ)、R12、R14(均為200 kΩ),R13(400 kΩ),C5(1 μF),構(gòu)成外圍電路。當(dāng)探頭1與探頭2之間無水時(shí),由于R10R并,2腳電平低于3腳電平,7腳輸出翻為低電平。這樣,根據(jù)LM311芯片7腳電平的高低,即可判斷探頭之間是否有水。
1.2 數(shù)據(jù)發(fā)送電路
在智能傳感器中,采用了一片PIC12C508單片機(jī),它是數(shù)據(jù)發(fā)送的控制者,也是傳感器智能化的核心。美國(guó)Mirochip公司的PIC12C508單片機(jī)是目前功耗最低、體積最小(8腳)的單片機(jī)之一[4],可方便地嵌入各種儀表、傳感器中,實(shí)現(xiàn)其智能化。
D1~D4(IN4003)構(gòu)成整流橋,以實(shí)現(xiàn)無極性連接,T1為三端穩(wěn)壓管78L05,與R1(200 kΩ),C1(22 μF),C2(10 nF),構(gòu)成5 V直流電源電路,為整個(gè)傳感器供電??偩€上的控制信號(hào)經(jīng)C3(10 nF),R6(200 kΩ)耦合到三極管T3(C9014)經(jīng)T3整形后送入PIC12C508的5腳。R7(10 kΩ)、R8(300 kΩ)、R9(4.7 kΩ)為T3的偏置電阻,C4(47 pF)為濾波電容,去除信號(hào)中的高頻干擾。
單片機(jī)由7腳發(fā)出的TTL信號(hào),經(jīng)由T2(C9014)向總線上的50 Ω終端負(fù)載發(fā)送20 mA的電流脈沖,在總線上形成0.7~1.0 Vpp的信號(hào)波形。該電流大小可由R4(50 Ω)和R5(330 kΩ)調(diào)整,R3(1 kΩ)為限流電阻。
單片機(jī)監(jiān)視著6腳電平的變化。當(dāng)電平發(fā)生變化時(shí),單片機(jī)進(jìn)行三次重復(fù)檢查,以防止誤報(bào)。確認(rèn)有警情后,即向總線上發(fā)送自己的地址碼,并報(bào)告警情,同時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的電磁閥,將泄漏控制住。
當(dāng)通訊波特率定為9 600 bit/s時(shí),單片機(jī)每 104 μs發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)。因此當(dāng)信息中含8位地址和8位命令及一位起始位和一位停止位共18位數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間少于8 ms。