液位传感器

创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——带有诊断的压力变送器。该专利由罗斯蒙特公司申请，并于2016年8月10日获得授权公告。

    内容说明

    本发明涉及用来测量工业过程的过程变量的类型的变送器。更具体地，本发明涉及基于检测到的过程变量诊断工业过程的状态。

    发明背景

    工业过程控制变送器被用来监测工业过程的操作。例如，化学炼油厂、食品生产厂、纸浆处理设备等等是工业过程的例子。在这些工业过程中，必须监测过程的操作。监测例如可以用于清查目的，以及作为至控制过程的操作的控制系统的输入。

    过程变送器是测量过程流体的过程变量，如温度、压力等等。进一步，测量到的过程变量又可以用来计算其它的过程变量。例如，通过测量压力，如压差，可以以此确定导管的流量或箱中的流体的液位。

    当工业过程的部件出现故障时，过程可能需要关掉，以修理出现故障的部件。如果未检测到故障，则会导致差的控制过程。进一步，迫近故 障的可以提前向操作人员通知，并提供时间以在其最终出现故障之前更换或修理正在出现故障的部件。多种诊断技术已经用来诊断工业过程或过程变送器的状态。这 种技术基于对测量到的过程变量的标准偏差的计算。

    发明内容

    本发明提供了包括用于诊断工业过程的状态的诊断功能的变送器。所述状态可以为工业过程中的其它设备的状态、过程操作的状态，或者可以为变送器本身的状态。

    图为包括过程变量变送器的工业过程控制或监测系统的简化示意图

    该发明中的压力变送器包括具有与过程流体的压力相关的压力输出的压力传感器。测量电路被配置为基于压力输出计算过程流体的过程变量。诊断电路基于压力输出的过程参数诊断工业过程的操作。过程参数计算电路基于压力输出计算过程参数并减小压力输出中的突变对计算出的过程参数的影响。

    如上述描述中，变送器用在工业过程监测和控制系统中以测量过程流体的过程变量。在多种情况中，希望诊断过程的设备的操作、过程操作 和/或变送器。目前，已有多种技术用来通过监测检测到的过程变量诊断工业过程。不同类型的算法已经用来基于检测到的过程变量的变化确定过程的状态。优选 地，诊断算法能够区分由于过程的正常操作引起的过程变量的变化和由于过程设备的故障或迫近的故障、正出现故障过程变量传感器、过程本身的不希望的状态等等 引起的过程变量的变化。一种这样的技术是计算过程变量的标准偏差并识别可归因于工业过程的特定诊断状态的计算出的标准偏差中的变化。

    然而，如下文更详细地描述的那样，过程变量的突变可能导致诊断状态的错误检测。本发明提供了用于解决这种错误检测的技术。

    在一个方面中，提供诊断用于评估压力变送器中被测量的过程动态(如，标准偏差)。一些诊断技术采用用于计算过程变量的标准偏差的算 法。一些简单的滤波技术用来去除由于过程设定点的变化引起的标准偏差的变化的影响。然而，如果存在非常快的瞬间压力峰值、快速的压力变化或压力峰值，这仍 然可能对计算出的标准偏差具有明显的影响。这种影响可能持续与用户配置的抽样周期一样长或比用户配置的抽样周期长的时间。这对终端用户来说是有问题的，因 为它增加了异常诊断状态的错误检测的可能性。

    本发明采用计算标准偏差的技术解决该问题，该技术能够滤出压力中的突然的、但瞬时的波动或变化的影响，同时保持在连续时间周期期间出现的压力波动的效果。这提供带有先进的诊断的压力变送器，其将较少受到仅由于瞬间压力变化引起的异常情况的错误检测的影响。

    本发明提供用于计算压力变送器中 的标准偏差的新技术。该新技术提供滤出标准偏差中由压力中的非常快的波动引起的这些峰值的能力。同时，保留了在延长的时间周期内出现的过程动态的变化的效 果。例如，如果由于流速变化而在压力中引起非常快的变化，则这将不影响标准偏差。然而，如果过程动态变化并且随后在一时间长度内保持在这种新的水平(例 如，如果存在塞紧的脉冲管线)，则标准偏差将相应地变化。