[發明專利]過程自動化技術的測量器件

在審

• 申請號: 201380049806.3
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN104756026A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 迪特馬爾·施潘克
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401;G01B21/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 關兆輝;謝麗娜

本發明涉及一種過程自動化技術的測量器件(1)，其用于測量介質的至少一個過程變量，其中提供控制單元(3)，其以至少一個可指定的時鐘速率測量過程變量，并提供測量結果作為測量值，其中測量器件(1)的能量需求與時鐘速率相關聯，其中提供顯示/服務單元(2)，其顯示測量器件(1)的測量值和/或使得能夠操作測量器件(1)或使參數能夠輸入測量器件(1)。本發明包括，顯示/服務單元(2)將測量器件(1)的控制單元(3)從測量模式切換到服務模式，其中在服務模式下，控制單元(3)以第一時鐘速率測量過程變量，以及其中在測量模式下，控制單元(3)以第二時鐘速率測量過程變量，以及其中第一時鐘速率和第二時鐘速率被固定成以下模式：使得第二時鐘速率大于第一時鐘速率，且在服務模式和測量模式下測量器件(1)的總能量需求是相等的。

技術領域

本發明涉及一種過程自動化技術的測量器件，用于測量介質的至少一個過程變量，其中提供控制單元，其以至少一個可預先確定的時鐘速率測量過程變量，并提供這樣的測量結果作為測量值，其中與時鐘速率相關聯的是測量器件的能量需求，其中提供顯示/服務單元，其顯示測量值和/或啟用測量器件的服務或將參數輸入到測量器件。

背景技術

測量器件、測量器件或者過程自動化技術監控或測量介質過程變量的傳感器，其介質取決于過程的類別，例如，介質的合成，在較短的時間受到較大的變化。這種動態過程要求單個測量值之間的時間間隔應當盡可能小。因此，測量應盡可能頻繁，以獲得適當的時間分辨率。然而，對此，存在測量的能量需求的問題，其中，較高的測量精度通常與增加的能量需求相關。原則上，在4-20mA測量器件的情況下能量是有限的。然而，取決于實施例，例如能量供應的用于更高功率的元件，相應地更復雜或者更昂貴。因此，增加測量數據數量或者測量點數很困難。另外一個限制因素是物理測量原理，其被應用，并因此也給時間分辨率提供了較低的限制。較高的時間分辨率不被連續的需求也是存在的，這是因為，例如測量的過程有時是穩定的。取決于過程條件，需求因此是不同的。

而且，所述測量器件也需要能量來用于將測量值呈現在顯示器上或者用于經由服務單元進行服務和/或參數輸入。

在測量技術上的趨勢是使測量器件盡可能高效地工作：在越來越多的測量中，四線測量器件被雙線測量器件取代。與四線測量器件相比，在雙線電纜測量器件情形下，能量供應和測量值傳遞經由一個以及相同的線偶實現。

雙線電纜測量器件必須相對于它們的功率需求被設計成，它們總是可以由當前可獲得的功率來操作。EP 1 301 914 B1公開了以定時測量頻率的雙線微波測量器件。在這種已知的測量器件的情形中，所述測量頻率被優化使得僅當可以獲得足夠的能量，才開始下一個測量。

在WO 2004 046 6658 A1中描述了一種利用控制/評價單元的超聲波、流量測量器件，其有多個元件，其中至少一個具有高功率消耗。該元件，例如放大器、A/D轉換器、微處理器，在休眠和測量階段被間歇地操作。

美國專利US 6 014 100中公開了一種以恒定時鐘的測量頻率的雙線雷達測量器件，其在最差或者最不利的可接受情況(最差情況)下關閉，并在更低的能量限制下工作：測量的恒定時鐘速率被設計成在整個測量范圍內，在最小可獲得功率的情況下，由此在4mA信號的情況下，仍然有足夠的功率用于下一測量。

當然，在該已知的解決方案的情形中，也存在問題：如何在測量器件的服務和測量值的評估中為用戶提供附加功能。此外，與具有可變測量頻率的測量器件相比，具有恒定測量頻率的雙線測量器件具有在幾乎整個測量范圍內測量精度較低的缺點。

除了每個單元僅僅具有有限量的可獲得能量的雙線測量器件之外，測量技術中出現了越來越多能量自給測量器件。術語“能量自給測量器件”表示沒有線纜連接到任何種類的遠程能量源的測量器件。能量自給測量器件例如經由至少一個電池、無線電、太陽能電池或者燃料電池供應能量。為了操作的持續持續時間，例如電池的壽命，盡可能長，測量器件應當被實施為具有盡可能小的功率消耗。