[實(shí)用新型]用于感測(cè)工業(yè)過程的過程變量的過程變量變送器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420642877.6
• 申請(qǐng)日: 2014-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN204373667U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 查爾斯·雷·威爾科克斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號(hào): G01D3/036
• 分類號(hào): G01D3/036
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 趙偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及在工業(yè)過程控制與監(jiān)視系統(tǒng)中所使用類型的過程變量變送器。更具體地，本實(shí)用新型涉及使用遲滯(Hysteron)基函數(shù)補(bǔ)償過程變量變送器中的傳感器輸出。

背景技術(shù)

工業(yè)過程控制與監(jiān)視系統(tǒng)通常使用被稱為過程變量變送器的設(shè)備來感測(cè)各種過程變量。例如，可在各種過程流的制造、處理、運(yùn)輸和存儲(chǔ)中使用過程。所監(jiān)視的示例過程變量包括溫度、壓力、流速率、容器水平、以及pH等。使用過程變量變送器的過程傳感器來感測(cè)這些過程變量。在典型的配置中，過程變量變送器向另一位置(如中央控制室)發(fā)送有關(guān)感測(cè)到的過程變量的信息。

為確切地監(jiān)視過程的操作，精確地感測(cè)特定過程變量是重要的。一種在感測(cè)過程變量中出現(xiàn)的誤差類型與被稱為磁滯的效應(yīng)有關(guān)。磁滯效應(yīng)可導(dǎo)致過程變量傳感器的輸出針對(duì)正在感測(cè)的過程變量的特定值具有一個(gè)以上的可能狀態(tài)。因而，磁滯效應(yīng)可導(dǎo)致過程變量的不精確測(cè)量。一種解決磁滯效應(yīng)的技術(shù)是設(shè)計(jì)展現(xiàn)出降低的磁滯的過程變量傳感器。然而，這可能無法完全消除磁滯效應(yīng)，或該設(shè)計(jì)可能犧牲過程變量傳感器的其他方面。

實(shí)用新型內(nèi)容

一種用于感測(cè)工業(yè)過程的過程變量的過程變量變送器，包括過程變量傳感器，其被配置為感測(cè)工業(yè)過程的當(dāng)前過程變量。測(cè)量電路被配置為根據(jù)使用遲滯基函數(shù)模型表征的至少一個(gè)先前感測(cè)到的過程變量來補(bǔ)償感測(cè)到的當(dāng)前過程變量。輸出電路提供與已補(bǔ)償?shù)母袦y(cè)到的過程變量有關(guān)的變送器輸出。

附圖說明

圖1示出了具有根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)建的過程變送器的過程測(cè)量系統(tǒng)。

圖2是圖1的變送器的示意性視圖。

圖3示出圖1的過程變送器的一部分的橫截面視圖。

圖4是方波的幅值-時(shí)間圖。

圖5是示出閾值為α和β的遲滯中繼(relay)的操作的圖。

圖6示出N個(gè)遲滯中繼的并行連接。

圖7是示出針對(duì)遲滯函數(shù)的α和β閾值模式的網(wǎng)格。

圖8是示出表征輸入壓力概覽(profile)-時(shí)間的圖。

圖9是圖8的函數(shù)的α/β閾值網(wǎng)格。

圖10是傳感器-輸入壓力圖。

圖11是示出具有磁滯的傳感器輸出的誤差百分比-時(shí)間圖。

圖12是在使用遲滯基函數(shù)校正誤差后的誤差百分比-時(shí)間圖。

圖13是示出使用多項(xiàng)式和遲滯基函數(shù)的表征輸出誤差百分比-時(shí)間的圖。

圖14和15是對(duì)斷電的影響以及在展現(xiàn)出磁滯的系統(tǒng)中所引發(fā)的不確定帶寬進(jìn)行示出的圖。

圖16是示出恢復(fù)供電時(shí)，圖14和15包括初始系統(tǒng)狀態(tài)的磁滯函數(shù)的圖。

具體實(shí)施方式

在各個(gè)方面中，提供了一種方法和裝置，用于補(bǔ)償或校正過程變量測(cè)量中磁滯所導(dǎo)致的的誤差。在一個(gè)具體示例實(shí)施例中，在用于測(cè)量工業(yè)過程中的過程變量的類型的過程變量變送器中實(shí)現(xiàn)該方法和裝置。該技術(shù)還可更一般地用于補(bǔ)償過程變量。

以下討論中描述了一種被配置為基于差壓來測(cè)量流的過程變量變送器。然而，這僅是一個(gè)示例實(shí)施例，本實(shí)用新型不限制于該配置。圖1一般而言示出過程測(cè)量系統(tǒng)32的環(huán)境。圖1示出包含壓力之下的?流體的過程管道，其耦接至用于測(cè)量過程壓力的過程測(cè)量系統(tǒng)32。過程測(cè)量系統(tǒng)32包括連接至管道30的引壓管道(impulse?piping)34。在圖1的配置中，引壓管道34連接至過程壓力變送器36。主元件33(如孔板(orifice?plate)、文丘里量計(jì)、流量噴嘴等)在過程管道30中引壓管道34的管之間的位置處與過程流體接觸。當(dāng)流體流過主元件33時(shí)，主元件33引起流體壓力改變(出現(xiàn)差異)，該壓力改變可以與過程流體的流動(dòng)有關(guān)。

變送器36是通過引壓管道34接收過程壓力的過程測(cè)量設(shè)備的示例。變送器36感測(cè)過程差壓，并將其轉(zhuǎn)換為根據(jù)過程壓力的標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號(hào)。

過程控制回路38從控制室40為變送器36提供電源信號(hào)，并提供雙向通信，且根據(jù)多個(gè)過程通信協(xié)議操作。在示出的示例中，過程控制回路38是雙線回路。雙線回路被用于在正常操作期間利用4-20mA的信號(hào)向變送器3傳送全部的功率，以及從或向變送器3發(fā)送全部的通信。經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器44或其他網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算機(jī)42或者其他信息處理系統(tǒng)被用于與變送器36通信。遠(yuǎn)程電壓電源46為變送器36供電。過程控制回路38可依照任意通信標(biāo)準(zhǔn)，包括將數(shù)字信息調(diào)制在4-20mA的電流上的通信協(xié)議、Foundation?Fieldbus或Profibus通信協(xié)議等。還可以使用無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程控制回路18。一個(gè)無線通信技術(shù)的示例為根據(jù)IEC?62591的通信協(xié)議。