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现场总线式的漏水报警智能传感器
核心提示:有一种传感器可以可靠的发现漏水警情,并且具有很强的抗干扰能力,这就是现场总线式的漏水报警智能传感器,下面是仪器仪表世界网的详细介绍。

  有一种传感器可以可靠的发现漏水警情,并且具有很强的抗干扰能力,这就是现场总线式的漏水报警智能传感器,下面是仪器仪表世界网的详细介绍。

  本文设计一种现场总线式的漏水报警智能传感器,将智能化功能结合到传感器中,能够可靠地发现漏水警情,并通过总线接口将自身地址以纯数字信号发送出去,具有很强的抗干扰能力。如有必要,可直接完成对电磁阀的控制,在最短的时间内控制住水的泄漏。总线长度可达到千米以上,若干个传感器串接即可监控较大范围,节省了大量的导线。同时,传感器和总线接口工作时的电源,也由总线上取得,节省了大量的独立电源。

  1 电路设计

  智能传感器主要由水感知电路和数据发送电路两部分组成:两者紧密结合,完成对漏水的智能化监控。

  1.1 水感知电路

  据试验测定,水的电阻在30~600 kΩ之间,感知电路核心部分采用一片LM311电压比较器芯片,R11(10 kΩ),R10(300 kΩ)、R12、R14(均为200 kΩ),R13(400 kΩ),C5(1 μF),构成外围电路。当探头1与探头2之间无水时,由于R10R并,2脚电平低于3脚电平,7脚输出翻为低电平。这样,根据LM311芯片7脚电平的高低,即可判断探头之间是否有水。

  1.2 数据发送电路

  在智能传感器中,采用了一片PIC12C508单片机,它是数据发送的控制者,也是传感器智能化的核心。美国Mirochip公司的PIC12C508单片机是目前功耗最低、体积最小(8脚)的单片机之一[4],可方便地嵌入各种仪表、传感器中,实现其智能化。

  D1~D4(IN4003)构成整流桥,以实现无极性连接,T1为三端稳压管78L05,与R1(200 kΩ),C1(22 μF),C2(10 nF),构成5 V直流电源电路,为整个传感器供电。总线上的控制信号经C3(10 nF),R6(200 kΩ)耦合到三极管T3(C9014)经T3整形后送入PIC12C508的5脚。R7(10 kΩ)、R8(300 kΩ)、R9(4.7 kΩ)为T3的偏置电阻,C4(47 pF)为滤波电容,去除信号中的高频干扰。

  单片机由7脚发出的TTL信号,经由T2(C9014)向总线上的50 Ω终端负载发送20 mA的电流脉冲,在总线上形成0.7~1.0 Vpp的信号波形。该电流大小可由R4(50 Ω)和R5(330 kΩ)调整,R3(1 kΩ)为限流电阻。

  单片机监视着6脚电平的变化。当电平发生变化时,单片机进行三次重复检查,以防止误报。确认有警情后,即向总线上发送自己的地址码,并报告警情,同时关闭相应的电磁阀,将泄漏控制住。

  当通讯波特率定为9 600 bit/s时,单片机每 104 μs发送或接收一位数据。因此当信息中含8位地址和8位命令及一位起始位和一位停止位共18位数据时,系统响应时间少于8 ms。

 
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