[發明專利]非侵入式過程流體溫度計算系統

在審

• 申請號: 202011289206.2
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN112595427A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 杰森·H·路德;尤里·尼古拉耶維奇·庫茲涅佐夫;塞特·塞托維奇·加里波夫;阿列克斯基·亞歷山大羅維奇·克里瓦諾格夫;謝爾蓋·安德列耶維奇·福姆琴科;弗拉基米爾·維克多維奇·雷普耶夫斯基
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: G01K1/143
• 分類號: G01K1/143;G01K13/02;G01K13/024;G01K7/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 余婧娜

一種過程流體溫度計算系統包括：外殼；與過程流體管道的表面直接接觸的第一溫度傳感器，用于測量過程流體管道的外部溫度；第二溫度傳感器，與第一溫度傳感器相間隔并與外殼內的端子塊耦接，用于提供參考溫度測量；測量電路，與第一溫度傳感器和第二溫度傳感器耦接；設置在外殼內的微處理器，用于接收參考溫度測量，所述參考溫度測量不同于測量到的過程流體管道的外部溫度，所述微處理器與所述測量電路耦接，以從測量電路接收指示來自第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的信號的溫度信息，并利用第一溫度傳感器信號和第二溫度傳感器信號之差，使用熱通量計算來計算過程流體溫度輸出，其中在第一溫度傳感器與第二溫度傳感器之間存在已知熱阻抗。

本申請是2016年1月25日提交的中國專利申請No.201680000355.8的發明名稱為“非侵入式過程流體溫度計算系統”的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種非侵入式過程流體溫度計算系統。

背景技術

過程工業采用過程變量變送器來監測與化學制品、紙漿、汽油、藥物、食物和其他流體過程工廠中的例如固體、漿料、液體、蒸汽和氣體的物質相關聯的過程變量。過程變量包括壓力、溫度、流量、液位、濁度、密度、濃度、化學組成以及其他屬性。

過程流體溫度變送器提供與過程流體溫度相關的輸出。溫度變送器輸出可以通過過程控制環路傳送至控制室，或者可以將該輸出傳送至另一過程設備，使得可以監測并控制該過程。

傳統地，過程流體溫度變送器與熱電偶套管耦接或采用熱電偶套管，熱電偶套管提供了與過程流體熱通信的溫度傳感器，否則保護溫度傳感器不與過程流體直接接觸。熱電偶套管位于過程流體內，以確保過程流體與熱電偶套管內布置的溫度傳感器之間的實質熱接觸。典型地，使用相對魯棒的金屬結構來設計熱電偶套管，使得熱電偶套管可以經受過程流體帶來的許多挑戰。這些挑戰可以包括物理挑戰，例如過程流體以相對高的速率流過熱電偶套管；熱挑戰，例如特別高的溫度；壓力挑戰，例如過程流體以高壓傳送或存儲；以及化學挑戰，例如由腐蝕性過程流體帶來的那些化學挑戰。此外，熱電偶套管可能很難設計到過程安裝中。這種熱電偶套管需要過程侵入，其中熱電偶套管被安裝至或擴展到例如箱或管的過程容器中。必須對該過程侵入本身仔細設計并控制，使得過程流體不在侵入點處從容器中泄漏。

存在可以折衷熱電偶套管的結構完整性的多種因素。在一些情況下，并不能完全考慮所有因素，并且熱電偶套管有時彎折或甚至損壞，因此使得過程安裝停滯很長的時段。這是非常不希望的。對于一些應用，熱電偶套管只是無法在沒有潛在損壞的情況下使用。在這些應用中，使用非侵入式過程流體溫度計算系統會是有益的，或者甚至是會需要使用非侵入式過程流體溫度計算系統。使用這種系統，管夾傳感器被用于將溫度傳感器與過程容器(例如管)耦接。盡管這種非侵入式過程流體溫度計算提供了不需要過程侵入、也不會使熱電偶套管直接經受過程流體的益處，但是存在折衷。具體地，非侵入式溫度計算系統在檢測過程流體溫度方面通沒有延伸至過程流體中并直接測量溫度的熱電偶套管精確。

提供可以更精確地反映過程流體溫度的非侵入式過程流體溫度計算系統將會降低這種系統的用戶所需的一些折衷，并且還可能在不期望或不可能使用熱電偶套管的情況下提供更精確的溫度計算和過程控制。

發明內容

一種過程流體溫度計算系統，包括：第一溫度傳感器，被布置為測量過程流體管道的外部溫度。所述過程流體溫度計算系統具有桿部分，該桿部分具有已知熱阻抗。第二溫度傳感器與所述第一溫度傳感器間隔所述桿部分。測量電路與所述第一和第二溫度傳感器耦接。微處理器與所述測量電路耦接，以從所述測量電路接收溫度信息，并使用熱通量計算來提供對過程流體管道內的過程流體溫度的估計。

附圖說明

圖1是示出與非侵入式溫度計算系統相關聯的誤差的過程流體溫度對比管夾溫度的圖表。

圖2是根據本發明一個實施例的與過程流體容器耦接的非侵入式溫度計算系統的示意圖。