[发明专利]使用红外热检测的工业过程诊断

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业过程的过程控制和监控系统的诊断。更特别地，本发明涉及基于工业过程中的热检测的诊断。

背景技术

工业过程被用在各种工业流体的生产和运动中。在这种设施中，管道用于在各种位置(诸如容器或其他器皿)之间传送过程流体。运送过程流体的各种过程部件通过使用接头或其他装置被连接。

工业过程中运送过程流体的接头和其他连接件或构件倾向于性能退化并最终导致包括气体在内的过程流体的泄漏。这种泄漏可在过程中产生温度梯度，该温度梯度能够被身体从工业设备旁边经过的、携带手持式热成像相机的操作员识别。操作员必须手动地识别图像信息以确定是否存在泄漏。这是耗时的并且不能提供过程的关键点的连续的监控。

发明内容

一种用于识别工业过程中的诊断状况的诊断现场装置，包括红外传感器阵列，该红外传感器阵列包括被布置以感测来自工业过程中的一位置的红外发射的多个红外传感器。处理电路处理来自传感器阵列的所述多个红外传感器的输出并产生红外图像。诊断电路比较来自所述红外图像的至少两个子区的经处理的输出并基于该比较提供诊断输出。

附图说明

图1是示出了工业过程的简化示意图，其包括诊断现场装置。

图2是示出了图1中的过程现场装置的简化框图。

图3是描绘了用于图2中的现场装置的一种示例性红外配置的简化示意图。

图4是描绘了用于图2中的现场装置的处理电路的一种示例性配置的简化示意图。

图5是描绘了用于图2中的现场装置的另一种示例性红外配置的简化示意图。

图6是使用本发明的热检测器生成的热像的示意性视图。

图7是噪声随时间变化的曲线图，其描绘了诊断状况的出现。

具体实施方式

本发明提供了能够基于热像而非采用物理地连接到工业过程的部件的热传感器识别工业过程中的异常状况的诊断。此外，该技术不需要操作员亲自检查该过程。在一个示例性的实施例中，红外阵列被用于获取过程的热像。诊断电路通过监控热像的至少两个子区之间的关系来执行诊断。该关系的变化可以关联到工业过程中的热诊断状况，诸如气体泄漏、马达或继电器过热、起火、冷却剂溢出等。可以在不需要雇员进入过程环境并操作手持式热成像相机的情况下执行该诊断过程。

图1是示出了包括过程诊断装置12的工业过程10的简化示意图，描绘了本发明的一个实施例。装置12可以是任意类型的过程装置，例如独立的装置，或过程变量变送器或控制器。装置12通过二线式过程控制回路18连接至诸如过程控制室16的远程位置。例如，回路18可包括4-20mA电流回路，该电流回路也可用于向连接到回路18的装置供电。回路18可依据任意适当的协议载送数据，例如，在4mA到20mA之间变化的模拟电流电平、在4-20mA的电流上调制数字信息的通信协议、FieldBus或Profibus通信协议等，也包括无线通信技术。无线通信技术的一个示例为依据IEC62591的无线通信协议。标准以太网、光纤连接、或其他通信通道也可以用于实现回路18。控制室16包括可选择的显示器19，其将在下文中被更详细地讨论。

如图1所示，过程装置12包括红外检测器100，其被构造为接收例如来自气体泄漏位置32的红外辐射104。泄漏32被图示为源自过程管道的接头或连接件处。检测器100可包括红外传感器阵列。如下文中详细描述的那样，过程装置12能够通过监控红外辐射104来检测泄漏32。

图2是根据本发明的实施例的过程装置12的简化框图。过程装置12可以被配置成独立的诊断装置，或过程变量变送器或控制器。装置12包括根据存储在存储器26中的指令以时钟28确定的速率工作的微处理器24。通信电路(I/O)30用于在过程控制回路18上通信。在某些实施例中，I/O电路30还向装置12供电。

图2还描绘了连接到处理电路102的红外检测器100。红外检测器100被配置成接收红外辐射104并输出热像。处理电路102在将检测到的红外图像提供至微处理器24之前对检测到的红外图像进行可选的预处理。注意，图2还描绘了可选择的过程变量接口装置20和接口电路22。接口装置20可以是过程变量传感器或控制器。