传感器诊断改进的进程温度变送器

返回列表日期:2017-05-07阅读:

121.jpg内容说明
本创造涉及用来监测工业进程中的进程变量的类型的进程变量变送器。更具体地,本创造涉及用来检查进程的温度的进程变量变送器。
创造布景
加工工业选用进程变量变送器检查与化学、泵、石油、制药、食物和其它加工工厂中的比如固体、浆体、液体、蒸汽和气体之类的物质有关的进程变量。进程变量包含压力、温度、流量、液位、浊度、密度、浓度、化学成分和其它特性。进程流体温度变送器供给与检查到的进程物质温度有关的输出。到操控室的温度操控回路或其它输出能够被发送到另一个进程设备,以便能够监测和操控该进程。为了监测进程流体温度,变送包含温度传感器,如热电偶或电阻式温度设备(RTD)。
在温度丈量使用中,主要的是承认温度丈量何时是不准确的。这也许由引线/传感器决裂、过多的线路电阻或短路状况导致。在温度传感器和进程温度变送器之间一般存在也许呈现毛病或成为老化的很多衔接点。一些商用进程温度变送器在供给读数之前验证温度传感器衔接完整性。
现已用在温度变送器中的一种这么的确诊技能基于多个丈量值的搜集。这些丈量值由进程温度变送器次序地搜集以独登时测验每个导体。关于断路传感器和过多的线路电阻测验,进程温度变送器能够将电流脉冲独登时施加至温度传感器引线中的每一根,并丈量所发生的电压。假如丈量到的电压超越阈值,则能够承认呈现毛病。假如引线或温度传感器元件断路,则电流脉冲将丈量到的电压驱动到高至足以超越阈值。当引线适宜地衔接和传感器元件未损坏时,供给用于电流活动的途径,而且检查到的电压将坚持低于阈值,指示准确的衔接。关于四线式RTD,这需要三个断路传感器丈量值以评价RTD的完整性(一根线总是衔接至电流返回途径共用的电路)。
绕线式RTD温度传感器简单由于露出至振荡而变为断路。这种振荡能够包含大振幅瞬态活动、持久的低振幅活动或二者。为了测验断路传感器状况,取得温度检查元件的电阻丈量值。假如欧姆丈量值低于由软件设定的阈值,则断定传感器被断路了。这个进程目前需要三个丈量点来承认这种状况,而且也许花费200毫秒量级的时刻。因而,存在对改善温度传感器确诊的不断需要。
创造内容
本创造供给用于进程温度变送器的确诊。在多个方面中,本创造供给用于快速地和精确地断定温度传感器的状况的办法和设备,包含承认变送器准确地衔接至温度传感器。本创造的施行例主要为断路和/或短路传感器状况或其它退化做法供给一同测验多个且优选悉数温度传感器线路的办法和设备,然后下降或潜在地最小化传感器评价时刻。下述确诊能够在每次温度传感器丈量之前或者依据需要以选定的距离或其它时刻处进行。
一种进程温度变送器,其能够与具有多根引线的最少一个温度传感器一同运转。该温度变送器包含丈量电路,该丈量电路能够可操作地衔接至所述最少一个温度传感器以供给所述最少一个温度传感器的电参数的指示。操控器衔接至丈量电路以取得所述指示并供给进程温度输出。电流源将测验电流一同施加至所述多根引线。确诊电路丈量每根引线上的电压响应以供给温度传感器的确诊指示。
本创造中进程操控系统10包含进程流体温度变送器12,进程流体温度变送器12经过二线式进程操控回路16电衔接至操控室14(被建模为电压源和电阻)。变送器12设备和衔接到比如管道18之类的进程流体容器上。变送器12监测进程流体进程管道18的温度并经过回路16将温度信息发送到操控室14。变送器12能够经过接线端17衔接至回路16。在这种构造中,同样的两条线用于一同载送信息以及供给电力到变送器12。例如,变送器12能够操控二线式回路16上的表明检查到的温度的模仿电流电平。在更高档的构造中,能够在二线式进程操控回路上发送和/或接纳数字信息。一种这么的协议是通讯协议。但是,本创造不限于这种特定的二线式施行方案,而且能够选用任何类型的进程操控回路。另一种示例性进程操控回路是其间无线地传送信息的无线进程操控回路。无线通讯技能的一个示例与按照IEC62591的无线通讯协议共同。也能够使用规范以太网、光纤衔接或其它通讯信道。
变送器12包含电源模块20、回路通讯设备22、RTD输入端24、丈量电路26、电流源28和操控器30。变送器12能够衔接至RTD32,使得变送器12能够取得来自RTD32的电压丈量值,而且将该丈量值与计算出的进程流体温度有关联。变送器12随后在二线式进程操控回路16上供给计算出的进程流体温度。
电源模块20设置在变送器12内,并能够衔接至二线式进程操控回路16。模块20恰本地调理从回路16接纳的用于变送器12的各个部件的电力。选用电源模块20,变送器12能够依据从进程操控回路16接纳的电力单独地运转。模块20能够包含例如已知的电子元件,如DC-DC电力调整设备。在回路16上(在一些施行例中选用4mA和20mA之间的模仿信号传输),模块20运转以约束4安培或更少安培电流,用于供给至变送器12内的其它部件。此外,模块20能够被调整为避免从回路16接纳的电噪声抵达所述其它部件。
回路通讯设备22能够衔接到二线式进程操控回路16,并被装备为在回路16上进行通讯。通讯设备22可认为本领域一般已知类型的。例如,通讯设备22能够被恰本地选择以供给模仿通讯、数字通讯或二者的组合。如上所述,模仿和数字通讯的一种这么的组合已知为高速可编址长途传感器协议。协议的一个版本在4-20mA模仿信号上叠加数字信号。选用这种协议,能够在一种形式(如模仿形式)中供给感兴趣的主变量,一同以另一种形式供给确诊信号。但是,能够以纯模仿通讯以及纯数字通讯(如由FOUNDATIONTMFieldbus供给)实习本创造,而且也能够选用无线协议施行本创造。
变送器12还包含RTD输入或接线板24。输入或接线板24供给可撤除的电连至RTD32。典型地,该衔接将供给四线衔接,然后能够取得至RTD的Kelvin衔接。选用Kelvin衔接,两条电线用来发送电流经过RTD,第二对电线用来检查RTD上的电压。如本领域已知的那样,这减少了电阻丈量中的差错。

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