本发明专利技术提供了一种用于对氮磷检测器中珠的开路故障和短路故障进行自动诊断的方法和系统。氮磷检测器包含用于通过一变压器对珠供电的珠供电电路。所述故障诊断方法包括测量珠供电电路的输出电压和变压器初级绕组中的电流的步骤，以及判断所述输出电压是否低于第一电压阈值或高于第二电压阈值的步骤。如果所述输出电压高于所述第二电压阈值，则进一步判断所述电流是否低于第一电流阈值，如果是，则报告开路故障；而如果所述输出电压低于所述第一电压阈值，则判断所述电流是否高于第二电流阈值，如果是，则报告短路故障。所述第一电压阈值低于所述第二电压阈值，并且所述第一电流阈值低于所述第二电流阈值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及气相色谱检测器，尤其涉及对氮磷检测器中珠的开 路故障和短路故障进行诊断的方法和系统。
技术介绍
氮磷检测器(NPD)是一种电离型的气相色谱检测器，它对于包含氮 (N)和/或磷(P)的有机成分具有很高的选择性和灵敏度。氮磷检测器 广泛应用于环境监测、食品安全检查、工业卫生、制药应用和毒理学等方 面。NPD是一种复杂的机电化学系统，其核心部件是通常由包含铷或铯等 的碱性金属的玻璃制成的珠(bead)。工作时，在存在少量氢气(H2)和 空气的环境下，通过电加热方法(例如通过电阻加热器)将珠加热到 600 800°C，以在珠上形成催化活性表面。当引入含有氮(N)或磷(P) 的样品时，氮磷材料与珠的表面发生作用而产生负离子，并在电场作用下 发生迁移，从而产生信号，图1示出了作为气相色谱仪一部分的NPD的结构简图。在图1中，仅简要示出了对说明本专利技术的原理和应用来说必不可少的部分，以免喧宾夺 主地淡化了本专利技术的主要内容。如图1所示，气相色谱仪主板和固件101通过信号通道106与NPD电 路板102相连。气相色谱仪主板和固件101包括主微处理器(未示出)， 其控制各个主/子系统的运行，比如用户界面显示，控制炉温程序升降温， 和PC计算机通信，控制包括NPD在内的各个检测器的运行等等。信号通 道106是用于在气相色谱仪主板和固件101和NPD电路板102之间传输信 号的通道，其例如可以是低电压差分信号(LVDS)通道。NPD电路板102包括用于对珠103进行供电的珠供电电路104，并与用于将从珠103传来的电流信号转换成电压信号的静电计105相连。本领 域技术人员公知的是，气相色谱仪主板和固件101和NPD电路板102上另 外还可能包含多种组件和电路，虽然在图1中为简明起见并未示出这些组 件和电路的位置及连接关系。另外，虽然图1中并未示出，但静电计105 可将其转换得到的电压信号提供给气相色谱仪主板和固件101以进行信号 处理和显示。在正常工作状态下，上述电压信号指示出氮磷成分的存在与否以及量 的大小。但是，如果发生了电路故障，例如珠103自身或者珠103与珠供 电电路104之间的连线出现开路时，就不会产生信号输出。更加严重的情 况是当珠自身或者连线短路时，如果不及时采取保护措施就很容易烧毁珠 甚至电路板。因此，对NPD的珠进行开路和短路诊断是非常有必要的。现有技术的珠开路和短路诊断方法主要有手动诊断和自动诊断两类。 手动诊断是由接受过专门培训的技术人员使用万用表之类的工具直接对电 路进行测试，其效率、成本和方便性都不令人满意。自动诊断方法通常是在珠供电电路104中加入电流检测电路，并将检 测到的信号提供给气相色谱仪主板和固件101进行处理，从而实现实时诊 断和监控。图2是现有技术中的一种带有电流测量电路的珠供电电路104的结构 简图。如图2所示，在珠供电电路的输出端串联有电流传感电阻器206， 当有电流流过珠103时，在电流传感电阻器206两端产生电压降V—CSR。 差分放大电路207将电流传感电阻器206两端的电压V—CSR放大，并将 通过放大得到的信号传送到气相色谱仪主板和固件101进行处理。图2中 示出的其他部件将在下文中结合图3进行描述d图2所示的自动诊断方法存在如下问题。首先，珠103的电阻通常很 小，例如在Agilent的6890 NPD中，珠电阻大约是0.6 0.9Q。因此，与 珠103串联的电流传感电阻器206会改变珠上的电压和功耗分配。由于珠 是一个非常复杂的部件，因此任何的电压或功耗变化都会影响其化学反应 状态，这是一个不可忽略的问题。而且，珠供电电路104的变压器203的次级侧是不接地的，因此必须使用差分放大电路207对电流传感电阻器206两端的电压Vj:SR进行放 大。差分放大电路207的加入会显著提高设计的复杂性和成本。
技术实现思路
本专利技术的一个技术方案提供了一种用于对氮磷检测器中珠的开路故障 和短路故障进行诊断的方法，所述氮磷检测器包含用于通过一变压器对所 述珠供电的珠供电电路，所述故障诊断方法包括测量珠供电电路的输出电 压和变压器初级绕组中的电流的步骤，以及判断所述输出电压是否低于第 一电压阈值或高于第二电压阈值的步骤。如果所述输出电压高于所述第二 电压阈值，则进一步判断所述电流是否低于第一电流阈值，如果是，则报 告开路故障；而如果所述输出电压低于所述第一电压阈值，则判断所述电 流是否高于第二电流阈值，如果是，则报告短路故障。所述第一电压阈值 低于所述第二电压阈值，并且所述第一电流阈值低于所述第二电流阈值。本专利技术的另一个技术方案提供了一种用于对氮磷检测器中珠的开路故 障和短路故障进行诊断的系统，所述氮磷检测器包含用于通过一变压器对 所述珠供电的珠供电电路，所述故障诊断系统的特征在于包括以下部件 与所述变压器的初级绕组相耦合以检测初级绕组中的电流的电流检测单 元，将所述电流检测单元的输出信号放大并输出的放大单元，以及用于根 据所述放大单元的输出信号来判断是否发生了珠的开路故障或短路故障的 自动诊断装置。附图说明结合附图阅读以下具体实施方式，将会更充分地理解本专利技术及其目的、特征和优点，在附图中图l示出了氮磷检测器(NPD)的结构简图。图2是现有技术中的一种带有电流测量电路的珠供电电路的结构简图。图3是本专利技术实施例的带有电流测量电路的珠供电电路的结构简图。 图4是本专利技术实施例的珠开路和短路自动诊断方法的流程图。具体实施方式为了便于更好地理解本专利技术，以下将描述本专利技术的若干实施例。但是 应该认识到，这些实施例只是能够体现本专利技术精神的具体示例，是示例性 而非穷举性的，并且本领域的技术人员在这些实施例的教导之下，很容易 对以下给出的具体实施例做出替代、变形和改进，所以本专利技术并不限于以 下的具体实施例。另外，在本说明书中，对某些公知的结构、部件、特 征、方法没有进行详细说明，以免喧宾夺主地淡化了本专利技术的主要内容。 在附图中，除非特别指明，相同或类似的标号表示相同或类似的部件。图3示出了本专利技术一个实施例的带有电流测量电路的珠供电电路104 的结构简图。下面参照图3，对珠供电电路104的各个组成部件和工作原 理进行简要说明。珠电压的设定值BV—SET通过运算放大电路201的一个输入端输入到 珠供电电路104中，运算放大电路201的另一输入端接收来自反馈电路 205的珠电压反馈信号BV—FEEDBACK。运算放大电路201的输出端连接 到PWM模块202， PWM模块202提供输出到变压器203的初级绕组211 的电压。PWM模块202根据运算放大电路201的输出信号改变其输出的 PWM信号的占空比，从而经由变压器203来改变珠供电电路104的珠电 压BV。从变压器203的次级绕组212输出的电压经过电源输出滤波电路204 进行滤波后就得到了珠电压BV，珠电压BV是提供给珠103的工作电 压。另一方面，珠电压BV也被提供给反馈电路205。反馈电路205再根 据珠电压BV的值生成珠电压反馈信号BV—FEEDBACK并将其输入到运 算放大电路201，这一反馈环路的设计使得珠供电电路104可以将珠电压 BV的值调节到BV_SET所规定的值。如图3所示，电流检测单元301与变压器203的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对氮磷检测器中珠的开路故障和短路故障进行诊断的方法，所述氮磷检测器包含用于通过一变压器对所述珠供电的珠供电电路，所述方法的特征在于：如果所述珠供电电路的输出电压高于预定的电压阈值且所述变压器初级绕组的电流低于预定的电流阈值，则诊断出发生了珠开路故障。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨黎成，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。