[发明专利]流量测量诊断

说明书

技术领域

本发明涉及流体过程控制和监测系统。本发明尤其涉及用于这种系统 的诊断。

背景技术

流体流量计被用于工业过程控制和环境监测中以测量流体流，并提供 用于流指示器和控制器的流信号。理论上的流量计通过测量管道中的间断 部位附近的压降来测量管中的流体流。所述间断部位(主元件)可以是管 中的节流孔、喷嘴、文氏管、皮托管、涡旋阻件、某个目标或者甚至是一 简单的弯曲。在所述间断部位周围的流造成了压降和湍流增加。所述压降 由压力变送器(次元件)来感测，所述压力变送器位于所述管道的外侧， 并经由脉冲线或者脉冲通路连接到管道中的流体。可靠性依赖于保持正确 的校准。在所述主元件上的腐蚀和固体颗粒的累积可以改变所述校准。脉 冲线可能会随时间的流逝而被堵塞，这将所述压力变送器与所述过程隔 离，使得所述变送器不再能够追踪压力并对所述变送器的操作产生负面影 响。

所述脉冲线的拆卸和检验是用于检测和修正所述线的阻塞的一种方 法。用于检测阻塞的另一种已知的方法是从压力变送器将“检查脉冲”周 期性地加入到测量信号中。所述检查脉冲使得与所述变送器相连的控制系 统扰乱所述流。如果所述压力变送器不能精确地感测流的扰动，则产生警 报信号以表示线阻塞。用于检测阻塞的另一种已知的方法是感测静压和差 压。如果在静压和差压的振荡之间的相关性不充分，则产生表示线阻塞的 警报信号。用于检测线阻塞的另一种已知的方法是感测静压，并让它们通 过高通和低通滤波器。从所述滤波器获得的噪声信号与一阈值进行比较， 且如果所述噪声的方差小于所述阈值，则警报信号表示所述线被阻塞。

发明内容

用于测量过程流体的流的流量计包括传感器，所述传感器构造为提供 与所述过程流体相关的传感器输出信号。电路构造成确定与传感器输出信 号有关的统计参数。基于所确定的统计参数和所述传感器输出信号提供诊 断输出。

附图说明

图1是过程控制或监测系统的简化图；

图2是表示在图1中示出的变送器的横截面视图的简化的框图；

图3是差压信号的标准偏差与差压信号的曲线图；

图4是差压信号的标准偏差与差压信号的曲线图。

具体实施方式

图1是过程控制或监测系统10的简化视图，其中，过程管道12承载过 程流体的流14。流变送器16构造成感测该流14，并提供与所述流14相关的 输出。在如图1所示的示例中，所述输出经由双线过程控制环20被提供给 控制室18。环20可以根据任何协议进行操作。示例的标准协议包括4-20mA 信号、通信协议或现场总线协议。然而，本发明不限于包括无线 技术的这种通信技术，并甚至可以在孤立的装置中操作。

过程变量变送器16采用任何合适的技术感测流。示例的技术包括测量 在管道12中的约束上的差压、磁基技术、皮托管、振荡传感器等。

根据本发明，变送器16基于流14和传感器输出信号中的噪声而提供诊 断输出。在一个具体的配置中，在传感器信号的标准偏差和该传感器输出 信号之间的相关性被用于诊断。所述诊断输出可以被用于在变送器16内 部，或者可以在外部提供，例如通过环20上的传输。

图2是如图1所示的变送器16的简化的框图。在图2中，变送器16示出 为包括差压传感器。在这种配置中，压力P1和P2之差被应用于变送器16， 并可以被应用于推知通过如图1所示的过程管道12的流14的流量。节流孔 板47被置于该过程管道中，并包括形成在其中的节流孔49。节流孔板47 产生差压，所述差压是流14被强迫流过受限的节流孔49时压力P1和P2之 差。本发明不限于这种流量测量技术。

压力P1和P2通过过程连接53和55被分别被施加在隔离膜52和54。隔离 膜52和54分别形成变送器16中的腔56和58。腔56和58被与所述过程流体隔 离，并包含隔离流体。小毛细管60和62从各个腔56和58通向差压传感器50。 毛细管60和62在将差压传感器50与所述过程流体隔离的同时，将来自于P1 和P2所施加压力的压力转移到差压传感器50。