[實用新型]使用圖像采集裝置進行過程變量測量的現場設備

有效

• 申請號: 201320868039.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN204065763U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 羅伯特·C·海德克
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪洋

技術領域

本實用新型涉及工業過程控制或監視系統。更具體地，本實用新型涉及工業過程中的過程變量測量。

背景技術

在工業設置中，控制系統被用于監控和控制工業和化學過程等的存量。通常，執行這些功能的控制系統使用現場設備，所述現場設備分布在工業過程中的關鍵位置處并且通過過程控制回路連接到控制室中的控制

電路。術語“現場設備”指的是在分布式控制或過程監控系統中執行功能的任何設備，包括在工業過程的測量、控制和監測中使用的所有設備。

一些現場設備包括用于檢測過程變量的過程變量傳感器。示例性的過程變量包括流量、壓力、液位、溫度、pH值、閥或馬達的位置、馬達轉速、致動器位置等。

許多類型的過程變量傳感器是基于侵入性技術的，其中傳感器必須直接或間接地暴露到過程流體，以便獲得過程變量測量值。

實用新型內容

在一個方面中，提供了一種現場設備，用于監測工業過程的過程變量，該現場設備包括：過程部件，該過程部件呈現作為過程變量的函數的相對運動；圖像捕獲裝置，該圖像捕獲裝置被配置以捕獲由于過程部件的相對運動而變化的圖像；連接到圖像捕獲裝置的圖像處理器，該圖像處理器配置以檢測過程部件的相對運動，和基于檢測到的相對運動測量過程變量；和連接到圖像處理器的輸出電路，該輸出電路被配置以提供與測量到的過程變量相關的輸出。

在上述現場設備中，所述相對運動可以包括過程部件的位移。

在上述現場設備中，所述相對運動可以包括過程部件的變形。

在上述現場設備中，所述相對運動可以包括過程部件的重復運動。

在上述現場設備中，檢測到的運動可以包括所述相對運動的頻率。

在上述現場設備中，檢測到的運動可以包括所述相對運動的振幅。

在上述現場設備中，過程變量可以選自由壓力、溫度、流量、液位、速度、質量和位置構成的過程變量組。

上述現場設備可以包括被配置以照射過程部件的輻射源，并且其中圖像捕獲裝置接收由輻射源照射的過程部件的圖像。

在上述現場設備中，圖像捕獲裝置可以包括單像素傳感器

在上述現場設備中，圖像捕獲裝置可以包括行掃描傳感器。

在上述現場設備中，圖像捕獲裝置可以包括二維陣列。

在上述現場設備中，圖像處理器可以進一步被配置以基于捕獲的圖像對工業過程進行診斷。

上述現場設備可以包括存儲器，該存儲器被配置以存儲用于由圖像處理器在檢測過程部件的相對運動時使用的基準圖像。

在上述現場設備中，圖像捕獲裝置捕獲過程部件的圖像。可替換地，圖像捕獲裝置可以隨著過程部件移動并捕獲參考元件的圖像。

上述現場設備可以包括用于根據控制信號控制工業過程的控制元件，并且其中控制信號是與測量的過程變量相關的輸出的函數。

附圖說明

圖1是示出了可以實施本實用新型的過程控制系統的簡化框圖。

圖2是放置在過程流體流中的渦旋脫落桿的橫截面透視圖。

圖3是圖2的渦旋脫落桿的延伸部的位置隨時間的變化的曲線圖。

圖4是示出了來自圖1的過程現場設備的簡化框圖。

圖5是示出了用于圖4的現場設備的圖像捕獲裝置的一個配置的簡化電路圖。

圖6是示出了用于圖4中顯示的現場設備的處理電路的一個示例的簡化示意圖。

圖7是示出了用于圖4中顯示的現場設備的圖像捕獲裝置的另一個示例配置的簡化示意圖。

圖8是顯示其中圖像捕獲裝置相對于參考點移動的配置的視圖。

具體實施方式

使用圖像捕獲技術來測量工業過程的過程變量。更具體地講，成像技術用于觀察過程部件，該過程部件呈現作為過程變量的函數的相對運動。由于相對運動引起的捕獲圖像中的變化可以與過程變量中的變化相互關聯并且用于測量過程變量。相關性可以通過曲線擬合或將相對運動與過程變量相關聯的其他技術獲得。相關性可以基于運動的任何屬性，包括振幅、頻率、運動頻譜、特定運動圖案、運動的存在或不存在等等。