[其他]电流/压力变换器电流环中的频率反馈

说明书

本发明涉及电流/压力（I/P）变换器。

在已有的技术中已采用了各种电动气动式的转换器，它可以把电信号变成控制阀门之类的压力信号。一般情况下，这些设备具有某种形式的机械反馈，以便在信号的控制下来稳定转换器的输出压力。

最近，已开发了一种新的I/P转换器或变换器，其工作是根据流过二线电流环的电流，并且利用了表征输出压力的电反馈信号和控制转换器改变输出压力的输入电流的幅度。这类I/P变换器的说明见Roger    L.Frick的美国专利4，481，967，R.L.Frick也指定为本申请的代理人。这类新型I/P变换器的其它例子见Prescott等的美国专利4，492，246，Simpson的美国专利4，527，583及美国专利申请号2065331。

一般讲，无论是机械型的电动气动变换器，或者较新的电子式I/P转换器都是要用于这样一种过程控制环境：多数情况下，要接近I/P变换器或者它所控制的阀门是困难且费时的。当出现故障或不工作时，有许多可能的故障源，而只有一部分与I/P变换器有关。在这些故障的原因中可能是：没有输入压力;到I/P变换器的输入管线受阻;阀门粘牢或损坏;在气动管线上的过滤器受阻;压力调节器的设置不合适;I/P变换器的标度不正确;或者I/P变换器故障。因此，对系统故障源的诊断能力以及确定I/P变换器是不是该故障的根原，对改进I/P变换器的工艺水平是极端重要的。

一般来说，与少用于同一过程控制系统的二线压力变送器相比，I/P变换器是造价较低的装置。因此，改进I/P变换器不一定会使I/P变换器价格有大的增加。

本发明的I/P变换器提供这样一种输出压力：它随可变输入直流电流的大小而变化。该变换器包括：提供电反馈信号的装置，该反馈信号表征输出压力;提供控制信号的装置，该控制信号是输入直流电流和该反馈信号幅度的函数。该控制信号用于控制输出压力的大小。

根据本发明，I/P变换器还包括一个装置，该装置经传送输入直流电流的电路，传送一时变信号，它用于表征I/P变换器的工作是否正常。

在一具体方案中，该时变信号随反馈信号变化，所以该时变信号提供的是I/P变换器所检测的输出压力的指示。该时变信号最好是其频率随反馈信号变化。

根据本发明，可以远距离监测I/P变换器的性能。由于所需的压力是已知的（因为所需的压力决定了加到I/P变换器的输入直流电流的大小），所以，I/P变换器所检测的压力的值就可使操作人员或技术人员了解I/P变换器是否正在控制输出压力。根据该信息，不必实际去动I/P变换器，就可诊断处理控制系统中各种问题的可能原因，它们可能与I/P变换器本身的工作有关或无关。

图1是具有本发明的I/P变换器的处理控制系统的原理图。

图2是本发明的I/P变换器的具体方案的方框图。

图3是图2的I/P变换器部分的电原理图。

图4是本发明的另一具体方案的I/P变换器的方框图。

图1所示的控制系统10是一闭环控制系统，通过气动驱动阀门14的控制操作，它可用以控制到处理装置12的流量。控制系统10包括二线压力变换器16、控制（操作）台18及两线I/P变换器20。

在图1所示的具体方案中，压力变换器16是一差分压力传感器，它测量管线24中隔板22两边的压力差。该差分压力表征管线24中的流量。隔板22位于阀门14的上流端。压力变送器16通过一两线电流环26连到控制台18，电流环26从控制台18（它位于控制室）延伸到压力变送器16，压力变送器16位于或者非常靠近管隔板22。压力变送器16检测压力，并使流过二线电流环26的直流电流的幅度在一定范围，比如，4到20毫安内变化。控制台18包括一电源和负载，它与压力变送器一起，构成该两线电流环路。通过检测该环路电流，控制台18可监测压力变送器16所检测的压力，因而在控制台18处就有一个表征管线24内的流量的信号。

控制台18也通过另一两线电流环28连到I/P变换器20。控制台18也通过二线电流环28提供一可变幅度的输入直流电流给I/I/P变换器供电并用作决定I/P变换器20输出压力的命令信号。一源压力（比如，20    psi）提供给I/P变换器20的入口30。I/P变换器20的出口32通过管线34接到阀门14。在控制台18所提供的直流电流大小（比如在4到20毫安间变化）的控制下，I/P变换器20的输出压力在予定的范围内（比如，从3到15    psi）变化。这样，图1所示的控制系统10就构成一个控制到处理装置12的流量的闭环控制系统。