一、傳感器
傳感器是在監控系統前端測量中的重要器件,它負責將被測信號檢出、測量并轉換成前端計算機能夠處理的數據信息。由于電信號易于被放大、反饋、濾波、微分、存儲以及遠距離傳輸等,加之目前電子計算機只能處理電信號,所以通常使用的傳感器大多是將被測的非電量(物理的、化學的和生物的信息)轉換為一定大小的電量輸出。
1、溫度傳感器
溫度是表示物體冷熱程度的物理量。溫度傳感器是通過一些物體溫度變化而改變某種特性來間接測量的。常用的溫度傳感器有熱敏電阻傳感器、熱電偶溫度傳感器及集成溫度傳感器等。熱敏電阻是利用物體在溫度變化時本身電阻也隨著發生變化的特性來測量溫度的。主要材料有鉑、銅和鎳。一般熱敏電阻測量精度高,但測量范圍比較小。熱電偶測量范圍較寬,一般為-100℃ ~ +200℃。熱電偶基本工作原理來自物體的熱點效應。集成溫度傳感器,它的線性好,靈敏度高,體積小,使用簡便。
2、濕度傳感器
濕度敏感器件是基于所用材料性能與濕度有關的物理效應和化學反應的基礎上制造的。通過對濕度有關的電阻、電容等參數的測量,就可將相對濕度測量出來。下面簡介幾種常用的濕度傳感器。
1)阻抗型濕敏元件組成的濕度傳感器:其濕敏材料主要是金屬氧化物陶瓷材料,一般采用厚薄膜結構,它們有較寬的工作濕度范圍,并且有較小響應時間。缺點是阻抗的對數與相對濕度所成的線性度不夠好。
2)電容式濕敏元件組成的濕度傳感器:相對濕度的變化影響到內部電極上聚合物的介電常數,從而改變了元件電容值,由此引起相關電路輸出電量的變化,其線性度較好,響應快。
3)熱敏電阻式濕度傳感器:它利用潮濕空氣和干燥空氣的熱傳導之差來測定濕度,一般接成電橋式測量電路。
3、感煙探測器
火災探測器分感煙探測器、感溫探測器和火焰探測器。感煙探測器分為離子感煙型和光電感煙型,感溫探測器分為定溫感溫型和差溫感溫型,工程上使用最多的是感煙探測器。
離子感煙探測器利用放射性元素產生的射線,使空氣電離產生微電流來檢測。離子感煙器只有垂直煙才能使其報警,因此煙感應裝在房屋的最頂部;灰塵會使感煙頭的靈敏度降低,因此應注意防塵;離子感煙探測器使用放射性元素Cs137,應避免拆卸煙感,注意施工安全。
4、紅外傳感器
1)被動式紅外入侵探測器
目前安全防范領域普遍采用熱釋電傳感器制造的被動式紅外入侵探測器。
熱釋電材料(如鋯鈦酸鋁等),若其表面上的溫度上升或下降,則該表面產生電荷,這種效應稱熱釋電效應。熱釋電紅外探測器主要由熱釋電敏感元件、菲涅爾透鏡及相關電子處理電路組成。
菲涅爾透鏡實際上是一個透鏡組,它上面的每一個單元透鏡一般都只有一個不大的視場角。面相鄰的兩個單元透鏡的視場既不連續,更不交疊,卻都相隔一個盲區,這些透鏡形成一個總的監視區域,當人體在這一監視區域中運動時,依次地進入某一單元透鏡的視場,又走出這一透鏡的視場,熱釋電傳感器對運動的人體就能間隔地檢測到,并輸出一串電脈沖信號,經相應的電路處理,輸出告警信號。
2)微波、紅外雙鑒入侵探測器
紅外告警探測器是鑒于探測人體輻射的紅外線來工作的,對外界熱源的反映比較敏感,在有較強的發熱源的環境中工作容易出現告警。微波探測器根據多普勒效應原理來探測移動物體。多普勒效應簡言之就是當發射的波遇到移動的物體,其反射回來波的頻率就會發生變化。同時運用微波和紅外原理制作的探測器能有效地降低誤告警率。目前使用的入侵探測器常加上智能防小動物電路,即三鑒入侵探測器,系統的可靠性得到進一步提高。
5、液位傳感器
1)警戒液位傳感器:常用的警戒液位傳感器是根據光在兩種不同媒質界面發生反射和折射原理來測量液體的存在。常被用于測量是否漏水,俗稱為水浸探測器。
2)連續液位傳感器:連續液位傳感器利用的測量壓力(壓降)或隨液面變化帶動線性可變電阻的變化,并經過一定的換算來測出液位的高度。在監控系統中常被用來測量柴油發電機組油箱油位的高度。
二、變送器
由于傳感器轉換以后輸出的電量各式各樣,有交流也有直流,有電壓也有電流,而且大小不一,而一般D/A轉換器件的量程都在5V直流電壓以下,所以有必要將不同傳感器輸出的電量變換成標準的直流信號,具有這樣的功能的器件就是變送器。換句話說,變送器是能夠將輸入的被測的電量(電壓、電流等)按照一定的規律進行調制、變換,使之成為可以傳送的標準輸出信號(一般是電信號)的器件。
變送器除了可以變送信號外,還具有隔離作用,能夠將被測參數上的干擾信號排除在數據采集端之外,同時也可以避免監控系統對被測系統的反向干擾。
此外還有一種傳感變送器,實際上是傳感器和變送器的結合,即先通過傳感部分將非電量轉換為電量,再通過變送部分將這個電量變換為標準電信號進行輸出。
三、協議轉換器
對通信協議,在YD/T 1363.2《通信局(站)電源、空調及環境集中監控管理系統 第2部分:互聯協議》中作了詳細的規定,其內容包括通信機制、通信內容、命令及應答格式、數據格式和意義、通用及專用編碼等。通信雙方如果協議不一致,就會像兩個語言不通的人一樣難以進行相互交流。對于那些大量智能設備通信協議與標準的《互聯協議》不一致的情況,必須通過協議轉換來保證通信。實現協議轉換的方法一般是采用協議轉換器,將智能設備的通信協議轉換成標準協議,再與局(站)中心監控主機進行通信。
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