本實(shí)用新型涉及氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)顯密度變送器。

背景技術(shù)：

對(duì)氣體密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，尤其是對(duì)有害氣體的密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)的重要環(huán)節(jié)。以六氟化硫氣體為例，六氟化硫電氣產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在電力、工礦等企業(yè)，促進(jìn)了電力行業(yè)的快速發(fā)展，保證六氟化硫電氣產(chǎn)品的可靠安全運(yùn)行是電力部門(mén)的重要任務(wù)之一。六氟化硫氣體的滅弧特性和絕緣特性是電氣產(chǎn)品安全運(yùn)行的重要保證，若電器產(chǎn)品中的六氟化硫氣體發(fā)生泄漏，不僅會(huì)引起較大的安全事故，并且會(huì)對(duì)環(huán)境空氣造成污染，因此對(duì)電氣產(chǎn)品中六氟化硫氣體的密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)是十分必要的。

變送器是氣體監(jiān)測(cè)裝置的重要部件。變送器的作用是把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號(hào)(或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源)的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。變送器的種類很多，主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 202661348 U公開(kāi)了一種SF6數(shù)顯密度變送器，包括有本體接口，本體接口內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，本體接口與傳感器座相連，傳感器座與外殼的一端相連，傳感器座還通過(guò)支撐柱與電路板相連，電路板設(shè)在外殼內(nèi)，外殼的另一端通過(guò)航空插座與航空插頭相配合，航空插頭與電纜相連，壓力傳感器及溫度傳感器采集的狀態(tài)信息通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換形成單片機(jī)可處理的信息，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后以RS485通訊形式傳輸氣體密度值，并可通過(guò)RS485通訊設(shè)置本實(shí)用新型的報(bào)警、閉鎖值，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確率高、工作量小、效率高和能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障的特點(diǎn)。但該申請(qǐng)的數(shù)顯密度變送器僅將模擬或數(shù)字信號(hào)輸出，不能在現(xiàn)場(chǎng)就地查看SF6氣室的密度情況。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 101464671 B公開(kāi)了一種六氟化硫氣體及其衍生氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置和方法，該發(fā)明由主機(jī)及與之相連的多個(gè)變送器組成，主機(jī)主要包括機(jī)箱、觸摸屏顯示器、主板CPU，日歷時(shí)鐘裝置、語(yǔ)音裝置、非易失性存儲(chǔ)器、主機(jī)電源及分別與風(fēng)機(jī)和報(bào)警器相連的驅(qū)動(dòng)裝置；主機(jī)與能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的上位機(jī)相連；變送器主要包括有機(jī)箱、采集傳感器、數(shù)據(jù)主板CPU、高壓模塊。該發(fā)明設(shè)計(jì)了雙路雙檢測(cè)比對(duì)六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路，對(duì)主六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有疑問(wèn)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)比對(duì)的六氟化硫氣體及其衍生氣體濃度監(jiān)測(cè)電路進(jìn)行比對(duì)，大大提高了可靠性。可配接多種變送器，具有多個(gè)區(qū)域的獨(dú)立監(jiān)控能力，并可對(duì)多個(gè)對(duì)象如換氣風(fēng)機(jī)、降溫風(fēng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制；且具有數(shù)據(jù)記錄功能，對(duì)各種報(bào)警和控制對(duì)象的動(dòng)作進(jìn)行記錄保存，記錄停電不丟失；可通過(guò)配接相應(yīng)的通訊軟件可和變電站監(jiān)控軟件對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙信、遙測(cè)、遙測(cè)功能；同時(shí)該發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)輕巧，安裝及使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，是一種理想的新型六氟化硫氣體及其衍生氣體含量監(jiān)測(cè)監(jiān)控的裝置。但是，該發(fā)明專利的顯示裝置較為復(fù)雜，相應(yīng)地增加了產(chǎn)品的成本和設(shè)備的功耗。由于精確的密度值可后臺(tái)進(jìn)行查看，在現(xiàn)場(chǎng)只需了解六氟化硫氣室大致的密度狀態(tài)，所以可以對(duì)顯示裝置進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到降低成本，減少功耗的目的。

所以，如何提供一種功耗小、成本低的數(shù)顯密度變送器，使得工作人員在現(xiàn)場(chǎng)就可以清楚直觀地了解氣室中氣體的密度狀態(tài)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)顯密度變送器，包括殼體、設(shè)置在殼體上的刻度盤(pán)和安裝在殼體內(nèi)部的控制芯片，刻度盤(pán)包括多個(gè)不同顏色的燈光顯示區(qū)，每個(gè)燈光顯示區(qū)由一個(gè)或多個(gè)同樣顏色的顯示燈構(gòu)成，每個(gè)顯示燈指示一個(gè)氣體密度范圍，控制芯片根據(jù)數(shù)顯密度變送器接收到的外部數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得待測(cè)氣體當(dāng)前所處的氣體密度范圍，并下發(fā)指令來(lái)點(diǎn)亮與氣體密度范圍相應(yīng)的顯示燈。

進(jìn)一步地，數(shù)顯密度變送器與外部傳感器相連，外部傳感器用于采集外部數(shù)據(jù)，外部數(shù)據(jù)為待測(cè)氣體的模擬數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，外部傳感器為溫壓一體傳感器，模擬數(shù)據(jù)包括待測(cè)氣體當(dāng)前的壓力模擬數(shù)據(jù)和溫度模擬數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，控制芯片包括相互連接的數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)判斷單元，數(shù)據(jù)接收單元接收模擬數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)氣體當(dāng)前的氣體密度值，數(shù)據(jù)判斷單元根據(jù)氣體密度值判斷待測(cè)氣體當(dāng)前所處的氣體密度范圍，并下發(fā)指令來(lái)點(diǎn)亮相應(yīng)的顯示燈。

優(yōu)選地，控制芯片還包括數(shù)據(jù)輸出單元，數(shù)據(jù)輸出單元用于輸出控制芯片中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和氣體密度值。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)輸出單元的輸出接口為RS485接口。

優(yōu)選地，殼體內(nèi)還設(shè)置有電源穩(wěn)壓器，電源穩(wěn)壓器包括多個(gè)電源管理單元，刻度盤(pán)和控制芯片分別與不同的電源管理單元相連。

進(jìn)一步地，顯示燈為L(zhǎng)ED顯示燈。

優(yōu)選地，燈光顯示區(qū)包括紅色、黃色和綠色燈光顯示區(qū)，其分別由多個(gè)紅色、黃色和綠色的LED顯示燈組成。

進(jìn)一步地，待測(cè)氣體為六氟化硫氣體。

本實(shí)用新型提供的數(shù)顯密度變送器利用位于刻度盤(pán)上的顯示燈來(lái)指示氣室中待測(cè)氣體的密度狀態(tài)，使工作人員可以直觀明了地了解氣室中的情況，本實(shí)用新型無(wú)需時(shí)刻刷新、顯示待測(cè)氣體密度的精確數(shù)值，而是用顯示燈表示大致的密度范圍，而精確的數(shù)值通過(guò)后臺(tái)進(jìn)行查看，不僅降低了數(shù)顯密度變送器的成本，也顯著節(jié)省了功耗。

為讓本實(shí)用新型的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為數(shù)顯密度變送器結(jié)構(gòu)圖；

圖2為刻度盤(pán)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為控制芯片內(nèi)部單元連接圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。雖然本發(fā)明的描述將結(jié)合較佳實(shí)施例一起介紹，但這并不代表此發(fā)明的特征僅限于該實(shí)施方式。恰恰相反，結(jié)合實(shí)施方式作發(fā)明介紹的目的是為了覆蓋基于本發(fā)明的權(quán)利要求而有可能延伸出的其它選擇或改造。為了提供對(duì)本發(fā)明的深度了解，以下描述中將包含許多具體的細(xì)節(jié)。本發(fā)明也可以不使用這些細(xì)節(jié)實(shí)施。此外，為了避免混亂或模糊本發(fā)明的重點(diǎn)，有些具體細(xì)節(jié)將在描述中被省略。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

另外，在以下的說(shuō)明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“頂”、“底”，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)顯密度變送器100，包括殼體、設(shè)置在殼體上的刻度盤(pán)1和安裝在殼體內(nèi)部的控制芯片2?？潭缺P(pán)1包括多個(gè)不同顏色的燈光顯示區(qū)，在每個(gè)燈光顯示區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)處都標(biāo)有按順時(shí)針?lè)较蜻f增的數(shù)字，該數(shù)字代表氣體的密度值，如圖2所示。燈光顯示區(qū)的數(shù)量可以根據(jù)監(jiān)測(cè)的精度要求進(jìn)行增加或減少。每個(gè)燈光顯示區(qū)由一個(gè)或者若干個(gè)相同顏色的顯示燈11組成，按照顯示燈11在刻度盤(pán)上的位置，每個(gè)顯示燈11可以指示一個(gè)氣體密度范圍?？刂菩酒?接收外部數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，獲得待測(cè)氣體當(dāng)前所處的氣體密度范圍，并下發(fā)指令來(lái)點(diǎn)亮與該氣體密度范圍相對(duì)應(yīng)的顯示燈11。

本實(shí)用新型提供的數(shù)顯密度變送器100利用位于刻度盤(pán)1上的顯示燈11來(lái)指示氣室中待測(cè)氣體的密度狀態(tài)，使工作人員可以直觀明了地了解氣室中的情況，本實(shí)用新型無(wú)需時(shí)刻刷新、顯示待測(cè)氣體密度的精確數(shù)值，而是用顯示燈11表示大致的氣體密度范圍，既滿足了工作人員對(duì)氣室中的狀態(tài)進(jìn)行了解的需求，又降低了數(shù)顯密度變送器100的成本，顯著節(jié)省了功耗。

進(jìn)一步地，數(shù)顯密度變送器100與外部傳感器相連，外部傳感器用于采集外部數(shù)據(jù)，外部傳感器采集到的數(shù)據(jù)為待測(cè)氣體的模擬數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，外部傳感器采集到的模擬數(shù)據(jù)包括待測(cè)氣體的壓力模擬數(shù)據(jù)和溫度模擬數(shù)據(jù)。由于測(cè)溫度的傳感器和測(cè)壓力的傳感器都是市場(chǎng)上比較常用的傳感器，有利于降低監(jiān)測(cè)裝置的成本，因此利用氣體的溫度和壓力來(lái)計(jì)算氣體密度是一種得到氣體密度的優(yōu)選方法。氣體的溫度、壓力與氣體密度之間的關(guān)系為：

式中：P20為20℃下氣體的壓力值，即為氣體密度，單位MPa；

Pt為t℃下氣體的壓力值，單位MPa；

t為氣體溫度值，單位℃。

本實(shí)用新型中的外部傳感器是溫壓一體傳感器，將溫度傳感器和壓力傳感器合二為一，減少外部傳感器的數(shù)量，方便安裝。

進(jìn)一步地，如圖3所示，控制芯片2包括相互連接的數(shù)據(jù)接收單元21、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元22、數(shù)據(jù)處理單元23和數(shù)據(jù)判斷單元24，數(shù)據(jù)接收單元21接收模擬數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元22將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元23，數(shù)據(jù)處理單元23根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)氣體當(dāng)前的氣體密度值，數(shù)據(jù)判斷單元24根據(jù)氣體密度值判斷待測(cè)氣體當(dāng)前所處的氣體密度范圍，并下發(fā)指令來(lái)點(diǎn)亮相應(yīng)的顯示燈11。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元22將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的過(guò)程中，可以先對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行放大，再將之轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。此處的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以是氣體的壓力數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和溫度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，也可以是能作為氣體密度計(jì)算依據(jù)的其他數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

優(yōu)選地，控制芯片2還包括數(shù)據(jù)輸出單元25，數(shù)據(jù)輸出單元25用于輸出控制芯片2中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和氣體密度值。數(shù)據(jù)輸出單元25可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元22中得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理單元23中得到的氣體密度值傳送到后臺(tái)接收端，方便工作人員在后臺(tái)對(duì)氣室的狀態(tài)進(jìn)行更為精確的觀察和控制。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)輸出單元25的輸出接口為RS485接口，RS485接口是數(shù)據(jù)輸出單元25的優(yōu)選輸出接口。RS485接口只需要兩根通訊線，即可以在兩個(gè)或兩個(gè)以上的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。RS485接口用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS485接口可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。

優(yōu)選地，殼體內(nèi)還設(shè)置有電源穩(wěn)壓器3，電源穩(wěn)壓器3包括多個(gè)電源管理單元，刻度盤(pán)1和控制芯片2分別與不同的電源管理單元相連，從而獨(dú)立地對(duì)刻度盤(pán)1和控制芯片2的供電進(jìn)行管理。

進(jìn)一步地，顯示燈11為L(zhǎng)ED顯示燈，LED燈價(jià)格低，能耗低，可以進(jìn)一步降低數(shù)顯密度變送器100的成本，節(jié)省其功耗。

優(yōu)選地，燈光顯示區(qū)包括紅色、黃色和綠色燈光顯示區(qū)，其分別由多個(gè)紅色、黃色和綠色的LED顯示燈組成。紅色、黃色和綠色是優(yōu)選的標(biāo)識(shí)顏色，用戶也可以根據(jù)需要選擇其他顏色。

進(jìn)一步地，待測(cè)氣體為六氟化硫氣體。六氟化硫電氣產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在電力、工礦等企業(yè)，六氟化硫氣體的滅弧特性和絕緣特性是電氣產(chǎn)品安全運(yùn)行的重要保證，若電器產(chǎn)品中的六氟化硫氣體發(fā)生泄漏，不僅會(huì)引起較大的安全事故，并且會(huì)對(duì)環(huán)境空氣造成污染，本實(shí)用新型提供的數(shù)顯密度變送器在六氟化硫電氣產(chǎn)品領(lǐng)域具有極大的推廣價(jià)值。

綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種功耗小、成本低的數(shù)顯密度變送器，使得工作人員在現(xiàn)場(chǎng)就可以清楚直觀地了解氣室中氣體的密度狀態(tài)。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。