[發明專利]在變送器中實現的劣化傳感器檢測

有效

• 申請號: 201610082460.2
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN105651325B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 杰森·H·魯德
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 趙偉

一種過程變量變送器包括存儲器，所述存儲器存儲已濾波傳感器值和已濾波變化率值，基于先前接收的傳感器值計算所述已濾波傳感器值，基于先前的變化率值計算所述已濾波變化率值。過程變量變送器還包括控制器，所述控制器接收傳感器值，并且將傳感器值與已濾波傳感器值進行比較來獲得變化率值。控制器還將變化率值與已濾波變化率值進行比較來獲得偏差值，并且基于偏差值產生諸如傳感器故障警告輸出的輸出指示例如。這些在過程變量變送器中進行。

本申請是申請號為201110303797.9(“在變送器中實現的劣化傳感器檢測”)的中國專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請基于2011年3月21提交的US臨時專利申請序列號61/454815并要求其權益，在此將其一并作為參考。

背景技術

本公開涉及一種用于過程控制和監控系統中的過程變量變送器。更具體地，本公開涉及使用嵌入在變送器中的組件來檢測傳感器劣化或故障。

過程變量變送器用于測量過程控制監控系統中的過程參數。基于微處理器的變送器通常包括傳感器、用于將來自傳感器的輸出轉換為數字形式的模數轉換器、用于補償數字化輸出的微處理器以及用于發送補償輸出的輸出電路。目前，通常在過程控制回路上(例如，4-20毫安控制回路)或無線地完成這種發送。

這種過程變量變送器通常通過過程控制回路與主機系統相連。一些當前的主機系統在故障變為危急之前，使用被稱作估計的標準誤差(Se)統計量的統計量來分析測量數據，以預測傳感器或其它過程組件是否出現故障。例如，一些這種主機系統使用Se統計量來確定傳感器之一(例如熱電偶)是否劣化但還未出現故障。其它主機系統在嚴重損壞發生之前使用Se統計量來識別特定過程故障(例如，核反應堆失控)。為了提供足夠精確的這種類型的信息，必須以至少每秒一次或更頻繁地更新傳統的Se等式。

更具體地，Se統計量被用于確定線性區域上傳感器信號的標準偏差值。這有助于識別數據線性化的程度或跟蹤線性化的程度。以下示出用于這種統計量的等式的一個示例：

其中，

n＝樣本的數目(一般地，12至20)

i＝樣本編號(1至n)

個平均輸入

T_i＝采樣的輸入

t＝更新時間

S_e＝估計的標準誤差

針對多種過程變送器上使用的嵌入式微控制器系統，這些等式是強調資源(resource intensive)。對于要被分析的每個傳感器，該嵌入式微控制器系統需要相對大量的隨機訪問存儲器。等式的求解(resolution)也是非常強調時間的，這會減少可用于傳感器處理正常測量信號輸入的時間量。

發明內容

一種過程變量變送器包括存儲器，所述存儲器存儲已濾波傳感器值和已濾波變化率值，基于先前接收的傳感器值計算所述已濾波傳感器值，基于先前變化率值計算所述已濾波變化率值。過程變量變送器還包括控制器，所述控制器接收傳感器值，并將傳感器值與已濾波傳感器值進行比較來獲得變化率值。控制器還將變化率值與已濾波變化率值進行比較來獲得偏差值，并且基于偏差值產生指示，可以是傳感器故障警告輸出。這些在過程變量變送器中進行。

附圖說明

圖1是在過程中與主機系統和傳感器耦合的過程變量變送器的簡化框圖。

圖2是示出了圖1所示系統的操作的一個實施例的流程圖。