[发明专利]用于空间分辨地确定至少一个物理或化学过程变量的方法

说明书

本发明涉及一种用于空间分辨地确定布置在自动化系统的容器(1)中的可流动介质(2)的至少一个物理或化学过程变量的系统，该系统设置有至少一个传感器(3)，该传感器(3)可以在介质(2)和/或容器(1)中移动并且查明有关至少一个过程变量的信息；设置有位置确定单元(4)，该位置确定单元(4)提供有关传感器(3)相对于介质(2)和/或容器(1)的各个当前位置的信息；并且设置有数据传输单元(5)，该数据传输单元(5)收集关于传感器(3)的各个当前位置的信息以及由传感器(3)提供的关于至少一个过程变量的相应信息和/或将信息传递给外部控制单元和/或显示单元(6、7)。

技术领域

本发明涉及一种用于空间分辨地确定布置在自动化系统的容器中的可流动介质的至少一个物理或化学过程变量的系统。介质优选是具有或不具有固体部分或气体的液体。

背景技术

在自动化系统中，尤其是在过程自动化系统中，经常会使用用于检测介质的不同过程变量的测量装置。测量装置通常由至少一个传感器和一个电子单元组成，电子单元处理传感器的数据并为相应的过程变量生成测量值。测量装置通常被设计为紧凑型设备——在这里，传感器和电子单元构成单元。然而，传感器和电子单元也可以彼此偏移地布置。在两种情况下，都可以通过有线或无线方式进行传感器和电子单元之间的通信。

在限定的测量点处采用已知的解决方案确定相应的过程变量：位于任何类型的容器(罐，管道等)中的介质的填充水平、流量、压力、温度、湿度、pH、电导率、浊度、化学成分等。测量点由测量装置或传感器的安装位置进行限定。因此，传感器提供关于过程变量的信息，过程变量源自于相应的测量点和/或源自于相应测量点的紧邻处。如果需要有关不同测量点的过程变量的信息，则必须在每个感兴趣的测量点处安装相应的测量装置或相应的传感器。当然，这相当复杂并因此昂贵。

此外，将设计成传感器球体的温度传感器加入到可流动的测量介质中尤其是用于介质中的温度测量是已知的。然后，根据介质的流动状况，传感器球体在介质中任意地且随机地移动，并且在某些时间点或连续地从当前所处的测量点收集测量数据。随后，从介质中取出传感器球体，并且可以例如基于读取的数据来确定在介质中占主导的温度平均值。

这些已知的解决方案的缺点是显而易见的。在提到的第一种已知解决方案中，测量数据代表在一个或几个选定的和预定的测量点处的过程变量。这些值是否代表介质中的过程变量仍然是不确定的。对于提到的第二种已知解决方案，尽管过程变量的测量数据源于介质中的不同测量点，但传感器球体在容器中确定过程变量的测量数据时的测量点仍是未知的。除缺少位置信息之外，测量数据的缺点还在于它不是实时可用的。尤其是在期望过程变量快速变化的动态过程的情况下，第二种解决方案也不是很有用，这是因为在所有的情况下，测量数据仅提供有关过去的过程/过程变量的状态/值的结论。第二种解决方案不适用于控制目的。

发明内容

本发明基于提出一种能够空间分辨出对于可流动介质的至少一个过程变量的检测的系统的目的。

为了实现该目的而提出了以下描述的系统，该系统用于布置在自动化系统的容器中的可流动介质的至少一个物理或化学过程变量的空间分辨地确定：设置至少一个传感器，该传感器在介质和/或容器中可移动并查明有关至少一个过程变量的信息。此外，设置了如下部件：位置确定单元，其提供关于传感器相对于介质和/或容器的各个当前位置的信息，以及数据传输单元，其收集关于传感器的各个当前位置的信息以及由传感器提供的关于至少一个过程变量的相应信息，和/或将信息传递给外部控制单元和/或显示单元。可替代地，测量数据可以作为未评估和未处理的原始测量数据或者作为已评估和已处理的测量数据存储在传感器中。因此，根据实施例，将合适的电子和/或存储部件分配给传感器。

以预定的时间间隔进行数据的传输。然而，测量数据也可以实时连续不断地传输到外部电子单元或布置在容器中的电子单元。可以无线地进行传输，或者传感器寻找设置在容器中的电子单元，停靠在那里并优选经由电容的、电感的或光学的传输路径无线地传输数据。