[发明专利]用于调节装置的通信方法

说明书

本发明涉及用于工艺生产设备的调节装置的通信方法，其中由调节装置产生声发射，对该调节装置的该声发射进行检测，并且限定调节装置个性标志，所述标志的限定基于所检测到的声发射来进行。

本发明涉及用于工艺生产设备如化工设备、食品加工设备、发电厂等的调节装置的通信方法。调节装置例如具有至少一个调节阀如紧急关断阀或控制阀，可以借此调节和控制工艺生产设备的介质流动尤其是流体流动。该调节装置可以利用辅助能如气压辅助能来运行，其中，尤其能通过尤其是气压电动位置控制器来操作优选是气压调节驱动装置。该调节装置可以另选地或附加地包括泵。

在影响尤其是控制和/或调节工艺生产设备的工艺介质流动的调节装置如调节阀和/或泵中，可能出现与磨损相关的损害。含有大量固体的工艺流体流动可能导致调节阀磨损变得严重。尤其是工作现象如腐蚀、磨损、空化或闪光可能导致调节阀和/或泵的磨损变得严重。磨损例如可能招致泄漏。泄漏可能造成产品损耗和/或工艺过程效率不太高，甚至可能造成整个设备的安全危险。因此，对工艺生产设备运行期间的泄漏和其它磨损现象的监测对于工艺生产设备中的调节装置的功能能力和可靠性有着重大意义。

由DE102012016295A1公开了一种用于量化工艺生产设备的调节阀处的由磨损决定的泄漏流通状况的方法。为此，首先借助调节阀处的结构噪声麦克风获得在完好无损工作的参考调节阀上的经验数据，参考调节阀或是对应于崭新状态下的相应调节阀，或是具有相同的结构。所获得的参考值包含在调节阀的许多不同的略微打开状态下的一系列参考流通值以及各自对应配属于一个参考流通值的参考结构噪声测量结果。在工艺生产设备运行期间，在处于关闭状态的调节阀上再次测量瞬间结构噪声。然后将该瞬间结构噪声与所存的参考结构噪声值进行比较，据此来估算瞬间流通值，其对应于与所属的参考结构噪声值对应的参考流量值。如此估算的瞬间流通值描绘了存在于调节阀处的泄漏流。通过监测该瞬间结构噪声值或瞬间泄漏流量值，可以可靠地评估调节阀的状态，并且在面临调节阀的状态危险恶化时采取预防维护措施。

尤其用于阀门的另一种故障诊断系统和方法在EP1216375B2有所描述。据此假定，在气体中的故障噪声主要因超声流动而出现、而在液体中主要因空化而出现。在最小泄漏时已经出现超声流，其在边缘和缩窄处在气态介质中造成压缩冲击和稀释波。伴随在气体内的超音速流和亚音速流之间自发的极其快速变换的压缩冲击导致了富能宽带超声波发出，其频谱频率可能与液体中空化的频谱频率相似。空化是指流动液体中的气泡因为速度变化而形成以及随后溃缩。空化出现在当流动加速时压力在局部降低至小于液体蒸气压，从而形成气泡，气泡在随后的延迟时因升高的静压超过蒸气压而又溃缩。因为猛然体积变化，故气泡在空化时突然瘪缩，这伴随有在液体中的强烈压力冲击。此时出现如下声音信号，其频谱分布类似于白噪声，因此，可以直至高频范围地确定信号。空化的加强和增大的空化噪声被评估为泄漏流的显著迹象。为了检测空化噪声，EP1216375B2提议评估借助压电结构噪声传感器所测得的高于50千赫频率的结构噪声值。为了检测与流体类型或介质类型无关的超声噪音，应测量高于100千赫的频率范围。在高于200千赫的频谱区内，在两者情况下前后相继的频谱区的振幅状况应该比在较低频谱区内彼此相似得多。在高于200千赫的频谱区内还应衰减相邻噪音源的超声波故障噪声的高频频谱单元的相对小的振幅，这种超声波故障噪声通过传输介质或所述连通被传递至相关的调节阀。尤其是，在至少500千赫的极限处的过滤应该造成实际上仅对由被监测的阀门产生的声音信号进行分析。通过这种方式应该保证与阀和介质相关的极限频率调节以使得能够区分基础噪声和空化噪声。根据EP1216375B2，可以通过选择合适的极限频率来产生测量结果，测量结果基本与基础噪声无关，基础噪声应该依据介质、阀环境和阀性能而显著变化。为了确定阈值，例如应该考虑在阀门崭新状态下的基础噪声强度并且选择高于它的极限频率。为了将阀门状态从调节阀通信至例如经由现场总线通信相连的中央计算单元，EP1216375B2提出采用不同导线用于状态“阀故障”、“故障趋势”和“阀良好”的通报。