[发明专利]利用压电式换能器的工业过程装置有效
申请号: | 200980114167.8 | 申请日: | 2009-04-21 |
公开(公告)号: | CN102016735A | 公开(公告)日: | 2011-04-13 |
发明(设计)人: | 罗伯特·C·海德克 | 申请(专利权)人: | 罗斯蒙德公司 |
主分类号: | G05B23/02 | 分类号: | G05B23/02 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 刘晓峰 |
地址: | 美国明*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 利用 压电 式换能器 工业 过程 装置 | ||
技术领域
本发明涉及用来接合至工业过程控制和监测系统类型的工业过程装置。
背景技术
在工业设置中,控制系统用来监测和控制工业和化学过程等的存量。典型地,控制系统采用分布在工业过程中的关键位置处并由过程控制环接合至位于控制室中的控制电路的现场设备执行这些功能。术语“现场设备”涉及执行分布式控制或过程监测系统中的功能的任何设备,包括用在工业过程的测量、控制和监测中的所有设备。
一些现场设备包括过程变量传感器。典型地,换能器将输入转化成具有不同形式的输出。换能器的类型包括多种分析装置、压力传感器、电热调节器、热电偶、应变仪、流量变送器、定位器、传动装置、螺线管、指示灯和其它的。其它的现场设备包括控制元件,并用来控制工业过程。这种过程装置的例子包括阀控制器、阀位置控制器、加热器控制器、泵控制器等。
在多种过程装备中,过程装置经历脉动。这些脉动会在过程的正常操作期间出现。
发明内容
一种用于接合至工业过程的过程装置,用于监测或控制所述过程,包括构造为物理地接合至所述工业过程的装置壳体。过程变量传感器构造为测量过程变量,并且接合至过程变量传感器的测量电路提供与所感测的过程变量相关的输出。压电式换能器提供与所述工业过程中的压力脉动相关的电输出。所述壳体中的电子线路包括构造为接收来自压电传感器的电输出的输入装置。在一种结构中,所述电输出用来向所述过程装置提供动力。
附图说明
图1为用于监测或控制工业过程的过程监测或控制系统的简图。
图2示出了包括用于执行诊断的脉动传感电路的过程装置的剖面图和简化结构图。
图3示出了过程装置的剖面图和简化结构图,该过程装置包括用在用于该过程装置的发电的脉动传感电路。
图4为包括用于与压电式换能器一起使用的隔膜的传感器模块的底部俯视图。
图5为示出用于与压电式换能器一起使用的隔膜的剖视图。
图6为包括位于安装凸缘中的压电式换能器的过程装置的平面图。
图7为包括位于过程联接器中的压电式换能器的过程装置的平面图。
图8为其中压电式换能器接合至远离过程装置的位置处的过程流体的结构的简图。
具体实施方式
存在多种利用过程中的机械振动用于诊断或捕获能量的现有技术。然而,这些脉动通常是从过程元件接收到,如管道系统、固定架等,而不是从过程流体,例如,从在过程管道中运送的过程流体直接地接收脉动。这些压力脉动可以多种源引起,例如,泵、管道阻塞等。在一些情况中,内部压力脉动不会导致传递至管道系统本身、支架或其它元件的外部机械振动。通常,可用的最大能量在过程容器的内部,例如,在过程管道系统的内部。在一个方面中,本发明包括从过程中捕获这种能量,并利用它诊断和/或进行能量捕获。如在此使用的那样,“压力脉动”是过程流体中的任何类型的压力变化。压力脉动可以被以压力波、移动波前(travelingwavefront)等形式载送。在一种结构中,压力脉动可以包括单个压力脉冲,在其它结构中,压力脉动可以为周期性的或重复的波形,或者具有延长周期的其它波形。
图1为根据本发明的包括过程装置16的工业过程控制器监测系统10的简图。如下文更详细地讨论的那样,过程装置10包括压电式换能器(在图1中未示出),其构造为响应于系统10中的压力脉动而移动,且由此产生电输出。
过程装置16示出为接合至构造为运送过程流体14的过程管道系统12。过程接口元件18构造为接合至所述过程,并用于至过程装置16的输入或输出。例如,如果过程装置构造为过程控制变送器,则接口元件18可以包括一些类型的过程变量传感器,如构造为感测过程变量的压力传感器、流量传感器、温度传感器等。另一方面,如果过程装置16构造为过程控制装置,则接口元件18例如可以为用来控制所述过程的阀、加热器、马达、泵等。过程装置16经由过程控制回路22接合至远程设置的电路,如控制室20。过程控制回路22图示为两线过程控制回路,并且例如可以包括构造为根据工业标准操作的过程控制回路。示例性的工业标准包括4-20mA协议、协议、FieldBus协议和其它协议。在一些实施方式中,装置16采用无线过程控制回路通信,并且可以或不可以接合至有线回路22。图1还示出了在过程流体中载送的压力脉冲72。
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