烟气类氧传感器磁性传感器-北京中电嘉泰科技有限公司手机版

详细介绍

烟气类氧传感器

工作模式：

传感器采用复用的七插脚连接器及七芯现场电缆线连接下游单元。根据测试、校准和故障报警功能的后端连接方式不同，分为数字、串口两种工作模式，相应引脚定义如下表。模拟信号输出可以通过内部跳线选择0~10V电压信号或4~20mA电流信号。串口工作模式主要推荐RS485总线工作模式。UART是单片机的串口不经过RS485芯片的直接输出，两者在软件上的使用是相同的，所有操作均为半双工模式。外壳上的按键，直接连接内部的校准输入端，方便用户执行校准功能。对于常规使用，传感器通过Pin1、Pin2和Pin7连接供电电源。测量值通过Pin3和Pin5（4～20mA/0～10V）或者Pin4和Pin6（RS485总线）输出到测量仪器仪表，显示或PLC等设备上。

引脚	外部导线颜色	数字工作模式	串口工作模式
引脚	外部导线颜色	数字工作模式	RS485总线	UART
Pin1	红	24V DC
Pin2	白	GND（功率地）
Pin3	橙（棕）	GND（模拟输出的信号地）
Pin4	黄	输入测试(Test)	RS485-B	RXD
Pin5	蓝	4～20mA / 0～10V
Pin6	绿	脉冲和故障报警信号，外部校准输入(Impuls)	RS485-A	TXD
Pin7	黑	EARTH

不同工作模式完整的故障监测功能使用，参看下面的具体叙述。

1. 数字工作模式

1.1. 故障监测

如果需要，传感器可以实现故障监测功能。

1.1.1. 如何侦测故障

传感器通过两个不同的信道输出测量信号：在K1信道中测量值作为一个有效的模拟信号输出。在双向的信道K2中，测量值作为一个调制脉宽的交变数字脉冲信号输出（低/高相位0/5V）。低相位的长度是氧浓度的量度。

当信道K1中测量值的模拟信号与信道K2中的测量值的数字信号相符合（误差<4％）时，传感器正在工作。另外信道K2中低相位持续0.09-0.71秒，这个值对应氧浓度值0.1或25vol%O2(在不同的测量范围，该值相应改变)。

如果交变信号（高＋低）超出了0.2-4秒的时间窗(例如：10％的故障误差)或持续的5V故障信号，这时测量值超出了测量范围。如果输出总保持0V则是硬件故障。

因为这种测量方式是动态的，传感器的整体性能可以在任何时间监测包括使用当中；这是一种理想的循环监测方式（如上图），为此，在检测信道Pin4输入24V电压，相应传感器泵电流将有20％的降低。一个比实际值低的氧含量值在测量系统中仿真出来，在信道K1中检测传感器是否正确的计算了这个虚拟的氧含量值。

在这个连接中，有一个4％的范围是允许的，例如：测量值须在自检过程中上一个测量值×0.76和上一个测量值×0.84之间。

外部测试信号是为了监测传感器工作时的性能。K1=Channel 1 U(M); K2=Channel 2 f(M); t(TI)=外部监测信号的时间间隔。间隔时间的长短取决于应用；U（MT）＝外部监测时K1的测量信号。随着这个测试设计，次可能不但侦测了硬件的故障，也侦测了传感器自身，例如：氧化锆封闭室。

1.1.2. 使用者的外部监控单元

用户处理下游的外部设备须能够对测量信号进行测定，并处理和监控这个动态的自检。

对于一个故障信息的反应应该符合用户的规范要求，并且该反应应该由客户使用的外部监控单元管理。出于这个原因，这类设备应达到必要的要求：

1) 这个单元须是故障保护设备，例如，以下描述的处理必须无误的执行，输入信号必须无误的读入，输出信号无误的输出。

2) 在应用允许的故障误差时间内，信道K1，K2中的测量值应性的进行比较。

3) 信道K2中的输出信号的时间的真实情况须持续的检测，出于这个考虑静态信号将被认为是内部错误。

4) 在周期的间隔时一个自检将被启动，并且这个对于测量信号的自检结果须做测定和分析。两个循环自检的间隔周期时间不能超过一个特定的值。

5) 当一个故障信号输出时，这个处理须转换到一个稳定状态。

1.1.3. 故障判断

在操作的全过程中，传感器监控自身的整个系统，另外，在只需一只氧传感器的情况下，下列情况时确保是操作：

1) 输出的模拟信号和数字信号互相符合。

2) 信道K2中的测量信号应在规定的时间窗口内，并且不是静态的。

3) 自检要正确的周期性的循环执行。

传感器正常状态
	测量信道K1	测量信道K2		K1信号与K2信号误差
正常操作	线性（4－20mA或0－10V）	数字，（高＋低）相位长度（0.2-4S）		差值 4％
外部TEST（闭合，＋24V）	测量值衰减>20%	测量值衰减>20%		差值 4％
传感器故障状态
	测量信道K1		测量信道K2		K1信号与K2信号误差
正常操作			无脉冲或（高＋低）相位长度（<0.2或>4s）		差值>4％
外部TEST（闭合，＋24V）	测量值衰减<20%		测量值衰减<20%		差值>4％

1.2. 校准

1.2.1. 自动校准

传感器在大气环境下（20.7vol%O2±10％）进行自动校准。为此，须提供给传感器大气环境的空气至少30秒，例如在燃烧器的供氧过程中。如果通过人工或者下游设备的方式将Pin6（信道K2）短接Pin2（GND）10秒，传感器将进行自校准。

如果新测量到的氧含量值在10％的误差范围内，信道K2继续输出一个交变的输出信号。（如果这个测量值在允许的误差范围之外，信道K2将输出一个5V的错误信号，如果一个硬件故障发生，信道K2会输出一个0V的错误信号。）成功完成校准后，测量传感器会在信道K1上准确的输出信号；20.7vol%O2对应到8.28V或17.25mA(25vol%O2对应到10V或20mA)。如果一个电源中断出现，则新的校准值仍会被保存。

只有输出值在要求值的±20%偏差范围内，校准才会成功。否则校准不会进行，并且信道K2将输出一个5V的错误信号，这时需要进行下面的人工校准。

1.2.2. 人工校准

含氧量大概20.7vol%O2的一个通风的室内环境空气作为基准气体。20.7vol%O2对应到8.28V或17.25mA(25vol%O2对应到10V或20mA)。

如右图所示，使用壳体内部PCB板上的校准电位器 R50 执行人工校准。缓慢的调整校准电位器，直到输出接近要求值，校准完成。

2. 串口工作模式

串口模式下，传感器可工作于双机模式或多机模式。串口模式指令集见下表，所有的功能均从传感器响应上位机的指令开始。为了叙述的方便，约定以黑体字表示ASCIC码（例如207），以XXXXX表示任意ASCIC码。以斜体字加后缀H表示16进制码（例如57H），以xxH表示任意16进制码。传感器接收指令时，每次最多不超过3个ASCIC码，发送数据时，均以#作为起始符，0DH 0AH作为结束符。

序号	接收指令	功能
1	@	选择串口总线地址
2	P	输出氧量ASCIC码
3	T	功能测试
4	D	故障监测
5	C	自动校准
6	?	输出序列号
7	M	转换串口工作模式

2.1. ( @ + XX ) 选择串口总线地址

2位ASCIC码XX为总线模式下传感器地址，本机地址等于传感器序列号的末两位，** 为广播地址。每一次总线上发送该指令时，本机地址等于选择地址的传感器激活，并发送本机地址应答，可执行随后的其它总线模式指令。未选择的传感器进入屏蔽状态，不执行其它总线模式指令，并查询等待下一次被选择。总线上发送广播地址时，激活全部传感器。

例如：

接收 @ 01

发送 #01 0DH 0AH

序列号末两位为01的传感器开始响应随后的其它总线模式指令。

2.2. ( P ) 输出氧量ASCIC码

例如：

接收 P

发送 #207 0DH 0AH

其中207代表20.7vol%O2。

2.3. ( T ) 功能测试

例如：

接收 T

如果测试正常，发送 #0 0DH 0AH

如果测试故障，发送 #1 0DH 0AH

2.4. ( D ) 故障监测

例如：

接收 D

如果正常，发送 #0 0DH 0AH

如果软件故障，发送 #1 0DH 0AH

如果硬件故障，发送 #2 0DH 0AH

2.5. ( C ) 自动校准

例如：

接收 C

如果校准成功，发送 #0 0DH 0AH

如果校准失败，发送 #1 0DH 0AH

2.6. ( ? ) 输出序列号

序列号的完整格式为 CEGT OMS--XXXX--XXXX--XXXX XXXXXX ,包括公司名称、产品类型及6位数的产品序列号。6位数的产品序列号的末两位作为总线模式下本机的地址。

例如：

接收 ?

发送 #CEGT OMS--BVR --025A--0200 000001 0DH 0AH

2.7. ( M + X ) 转换串口工作模式

X可选的工作模式如下：

= 0 ，双机模式。

= 1 ，多机模式。

例如：

接收 M 1

发送 #1 0DH 0AH

传感器进入多机模式。

3. 外观结构

敏感头通过一个不锈钢保护盘座熔接安装在杆状探头的一端。

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