[發明專利]具有集成溫度控制的現場設備

有效

• 申請號: 200980139193.6
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN102171622A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 馬克·斯蒂芬·舒馬克
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號: G05D23/00
• 分類號: G05D23/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉曉峰

技術領域

本發明主要涉及用于過程測量和控制的現場設備。具體地，本發明涉及具有集成溫度控制的現場設備，以對低溫極限提供更直接的保護。

背景技術

現場設備涵蓋寬廣范圍的過程管理設備，測量和控制諸如壓力、溫度和流量之類的流體參數。現場設備在包括制造、烴加工、大量流體處理、食品和飲料制備、水和空氣分配、環境控制、以及精確化學、粘合劑、樹脂、薄膜和熱塑性應用的多種應用中具有廣泛的應用性。

現場設備包括構造為測量或感測過程參數的變送器和構造為修改或控制這種參數的控制器。變送器包括感測流體參數的傳感器模塊，如產生表征過程壓力的模擬電壓或電流信號的壓力傳感器。傳感器模塊還包括溫度傳感器、流量傳感器、PH傳感器、液面傳感器以及用于感測或表征其它過程變量和流體參數的多種其它傳感器裝置。

與變送器相比，控制器利用控制模塊修改或影響過程參數，而不是簡單地表征它。控制模塊通常產生表示參數的目標值的控制輸出，如用來定位閥或實現目標流量的模擬電流輸出。控制模塊還包括溫度控制器，壓力調節器、液面控制器和其它過程控制裝置。

更通用的現場設備包括壓力/溫度變送器和其它多傳感器變送器，以及具有傳感器和控制功能兩者的集成的流量控制器。其它現場設備結合感測和控制功能，如同時測量和調節大量相關壓力、溫度、流體液面和流量的流體靜壓力儲罐計量系統。

現場設備通常暴露至寬廣范圍的環境效應，包括由于改變環境條件或日光照射引起的溫度極限和諸如高溫流體或低溫流動之類的與壓力相關的效應。低溫極限特別會惡化變送器和控制器響應，并產生與諸如A/D(模擬-數字)或D/A(數字-模擬)轉換器之類的電子元件相關的偏移、偏差或信號噪聲。極低的溫度甚至會導致現場設備失靈或出現故障。

因此環境控制是現場設備設計的重要考慮因素。特別地，環境外殼通常用來將現場設備與陽光和其它輻射能量源隔開，且通常添加加熱器，以避免低溫極限。不幸的是，現有的加熱和熱控制技術稍微是間接的，且遭受增加的功耗和較大的整體尺寸機殼。這增加了成本并降低了安裝靈活性，特別是在遠程或訪問受限應用中。因此，對改進的環境控制技術存在持續的需求，其在對現場設備的安裝尺寸和整體效率影響降低的情況下，提供更直接的溫度控制。

發明內容

本發明涉及具有集成溫度控制的現場設備。該現場設備包括殼體、內部溫度傳感器、控制器和接線盒。該殼體包圍現場設備的內部元件，內部元件包括溫度傳感器和控制器。

溫度傳感器感測現場設備的內部溫度，控制器通過調節提供至現場設備的熱量控制所述內部溫度。接線盒連接至控制器以作為所述內部溫度的函數調節熱量。

附圖說明

圖1為示出在利用專用接線盒的實施方式中的具有集成的溫度控制的現場設備的剖視圖。

圖2為圖1中示出的專用接線盒的示意圖。

圖3為在利用外部調節器盒的實施方式中示出圖1的現場設備的剖視圖。

圖4為圖3中示出的外部調節器盒的示意圖。

圖5為在利用直接連接的加熱元件的實施方式中示出圖1的現場設備的剖視圖。

圖6為在利用組合的殼體和環境外殼的實施方式中示出圖5中的現場設備的剖視圖。

具體實施方式

圖1為示出具有集成溫度控制和環境外殼11的現場設備10的剖視圖。現場設備10包括殼體12、現場模塊13、電子元件板14、接線盒15和內部溫度傳感器16。在該實施方式中，接線盒15為專用接線盒，用于調節供給至現場設備10的熱量，并采用圖2中所示的連接將現場設備10聯接至過程控制系統。

殼體12通常由諸如金屬之類的耐用材料或耐用塑料或這些材料的組合制成。殼體包括用于包圍和固定包括現場模塊13、電子元件板14、接線盒15和內部溫度傳感器16的內部元件的內部安裝結構。殼體12還隔離內部元件，避免諸如濕氣和腐蝕劑或爆炸劑之類的不利環境條件，并避免與過程機械、工具、掉落物體和其它潛在危險接觸。

在圖1的特定實施方式中，現場模塊13為構造為測量壓力或其它過程參數的主要的傳感器模塊(或過程參數傳感器模塊)，并將現場設備10描述為變送器。在其它實施方式中，現場模塊13為構造為控制過程參數的控制模塊，并將現場設備10描述為控制器。在其它實施方式中，如上所述，現場模塊13包括用于更通用的現場設備的大量傳感器和控制裝置。在一些實施方式中，術語“變送器”還用來描述獨立于現場設備10的過程弄濕元件(process-wetted?components)的殼體12和殼體12的內部元件，或者可替換地，作為通用術語用于描述通用現場設備，而不管特定的結構。