工业仪表和工控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及工业仪表。本实用新型专利技术的工业仪表包括允许流体经过的第一仪表以及用于测量流经第一仪表的流体的温度的RTD测温装置，其包括：RTD器件，其布置为与流体直接接触或与流体流经的管道的管壁接触以提供与流体温度相关的电阻测量值；与RTD器件相连以传输电力和信号的线缆；布置为提供与线缆所处的环境温度相关的感测温度值的温度传感器；以及与RTD器件和温度传感器通信连接的校正装置，其基于感测温度值提供代表线缆电阻的电阻校正值，并且基于电阻测量值和电阻校正值提供RTD电阻真实值。这种工业仪表利用与环境温度相关的温度值来校正RTD器件的测量电阻，实现了高准确度的温度测量。本实用新型专利技术还提供了一种工控系统。

Industrial instrument and industrial control system

The utility model relates to industrial instruments. The utility model comprises a first industrial instrument and RTD instrument allows fluid through a temperature measuring device, measuring the temperature of the fluid flowing through the first instrument for including RTD device, which is arranged to direct contact with the fluid or fluid flowing through a pipe wall to provide contact resistance measurement associated with the temperature of the fluid is connected with the value; RTD device to transmit power and signal cables; arranged to provide the temperature sensor to sense the temperature value and the cable environment temperature; and the RTD device and the temperature sensor communication connection correction device based on the sensed temperature resistance represents the resistance of the cable to provide the correct value, and the resistance measurement and resistance correction value RTD resistance based on the true value. The industrial instrument uses the temperature value related to the ambient temperature to correct the measurement resistance of the RTD device, and realizes the high accuracy temperature measurement. The utility model also provides an industrial control system.

【技术实现步骤摘要】
工业仪表和工控系统
本技术涉及工控操作用的工业仪表，具体涉及包括电阻测温器(RTD)的工业仪表及相关的工控系统。
技术介绍
本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。工业仪表是现场工控操作中的常用设备。涉及温度测量时，可以为工业仪表布置电阻测温器(ResistorTemperatureDetector，下文简称RTD)来进行温度测量。RTD是众多测温方法中相对精确的一种方法，其可以用来测量各种生产过程中的流体介质的温度。RTD器件的电阻与被测介质的温度具有确定的函数关系，通过RTD器件测出的电阻值，可以获得被测介质的温度。两线制测量法是一种常用的RTD测温方法。在此方法中，利用两根线缆将RTD器件与激励电源相连，通过激励电源向RTD器件提供电流，并在激励电源的接线处测量电压，从而获得RTD器件的电阻。这种方法简便且节省布线，但是存在测量精度的问题。利用这种方式测量RTD电阻时，测得的RTD电阻值中会包含线缆自身的阻值，从而与RTD器件的真实阻值不同，因而影响测量精度。在远程工业仪表应用中这种问题更加突出，因为所需的线缆长度会很长，导致线缆电阻对所测得的RTD电阻值的干扰会更大。因此，需要提出一种能够解决上述问题的方案。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种工业仪表，其能够进行高准确度的温度测量。本技术的另一个目的是提供一种工业仪表，其布线简单，可以降低布线成本，并减少布线空间。本技术的又一个目的是提供一种包括根据本技术上述方面的工业仪表的工控系统。本技术的再一个目的是提供一种工业仪表用的RTD测温方法，其能够进行高准确度的温度测量。上述目的中的一个或多个可以通过下述的工业仪表实现，其包括允许流体经过的第一仪表、以及用于测量流经第一仪表的流体的温度的RTD测温装置，RTD测温装置包括：RTD器件，其布置为与流体直接接触，或者布置为与流体流经的管道的管壁接触，以提供与流体的温度相关的电阻测量值；线缆，其与RTD器件相连以传输电力和信号；温度传感器，其布置为提供与线缆所处的环境温度相关的感测温度值；校正装置，其与RTD器件和温度传感器通信连接，以基于感测温度值提供代表线缆电阻的电阻校正值，并且基于电阻测量值和电阻校正值提供用于计算流体温度的RTD电阻真实值。采用上述方案，可以利用与环境温度相关的温度值来校正RTD器件的测量电阻，从而实现高准确度的温度测量。上述方案不需要额外的布线来校正RTD器件的测量电阻，可以节省布线成本和占用的空间。并且，由于与环境相关的温度容易获得，因此上述方案具有良好的实用性。优选地，温度传感器布置为直接感测环境温度，感测温度值为环境温度值。优选地，校正装置包括：校正值确定模块，其基于自温度传感器提供的环境温度值确定电阻校正值；阻值确定模块，其基于自RTD器件提供的电阻测量值以及自校正值确定模块提供的电阻校正值确定RTD电阻真实值。优选地，温度传感器布置为间接感测环境温度，感测温度值与环境温度值之间具有确定性关系。优选地，校正装置包括：温度转换模块，其基于自温度传感器提供的仪表温度值确定环境温度值；校正值确定模块，其基于自温度转换模块提供的环境温度值确定电阻校正值；阻值确定模块，其基于自RTD器件提供的电阻测量值以及自校正值确定模块提供的电阻校正值确定RTD电阻真实值。优选地，上述工业仪表还包括经由线缆与第一仪表连接的第二仪表，温度传感器布置为感测第二仪表内的温度作为仪表温度值，并且通过仪表温度值来确定环境温度值。优选地，校正装置布置在第二仪表中。优选地，温度传感器和校正装置集成在第二仪表中的电路板上。优选地，温度传感器为集成在第二仪表中的电路板上的温敏电阻，温敏电阻检测电路板本身的温度。优选地，温敏电阻还用于向监控系统输出电路板的温度以在电路板的温度大于预定值时发出报警信号。优选地，RTD器件为布置在第一仪表中的感温探头或感温阻片。优选地，RTD器件和线缆形成为一体件。优选地，线缆为铜线线缆。优选地，RTD测温装置还包括温度计算装置，温度计算装置基于自校正装置提供的RTD电阻真实值来计算流体温度。优选地，温度计算装置整合在校正装置中。优选地，工业仪表还包括与第二仪表相连的第三仪表。优选地，工业仪表为流量计，其中第一仪表为流量传感器，第二仪表为变送器。根据本技术的另一方面还提供了一种工控系统，其包括本技术上述方面的工业仪表、以及为工业仪表供电的电源和与工业仪表通信连接的控制设备。根据本技术的又一方面还提供了一种工业仪表用的RTD测温方法，其中工业仪表包括允许流体经过的第一仪表，此RTD测温方法包括以下步骤：a)通过与第一仪表关联的RTD器件和与RTD器件连接的线缆提供与流体的温度相关的电阻测量值；b)通过温度传感器提供与线缆所处的环境的温度相关的感测温度值；c)通过校正装置基于感测温度值提供代表线缆电阻的电阻校正值，以校正电阻测量值，进而基于电阻测量值和电阻校正值来获得用于计算流体温度的RTD电阻真实值。优选地，感测温度值为与第一仪表相连的第二仪表内的仪表温度值，上述步骤c)进一步包括：c1)基于仪表温度值确定环境温度值；c2)基于环境温度值确定电阻校正值；c3)基于电阻校正值和电阻测量值确定RTD电阻真实值。在下文的详细描述中能够进一步了解根据本技术的各种实施方式。附图说明通过以下参照附图的描述，本技术的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中：图1示出了采用根据本技术实施方式的工业仪表的工控系统的示意性结构框图；图2示出了根据本技术实施方式的RTD测温装置的示意性结构框图；图3是示出了环境温度与线缆电阻之间的关系的图表；图4是示出了环境温度与电路板温度的关系的图表；图5是示出了RTD电阻值与流体温度的关系的RTD器件规格图；图6以截面图示出了根据本技术实施方式的RTD器件；图7为图6中的RTD器件的局部放大图；图8为图6中的RTD器件的侧视截面图；图9示出了采用根据本技术实施方式的工业仪表的工控系统的一个实施方式；以及图10示出了采用根据本技术实施方式的工业仪表的工控系统的另一个实施方式。具体实施方式下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本技术及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。下面参照图1至图10来描述根据本技术的实施方式的工业仪表，将主要描述工业仪表中的RTD测温装置及其测温方法。需要说明的是，在附图中，一幅图可以是综合性的，即，将可能的多种实施方式在一幅图中体现，不同实施方式之间以实线框和虚线框来区分。图1中示出了包括根据本技术实施方式的工业仪表的工控系统的框架图。此工控系统的主体部分包括以点划线框指示的工业仪表100、以及电源200和控制设备300。具体地，工业仪表100可以包括第一仪表110以及经由线缆160与之相连的第二仪表120。并且，可选地，根据本技术实施方式的工业仪表100还可以包括也与第二仪表120相连的第三仪表170，其在图1中以虚线框指示。因此，图1中示出的是根据本技术的工业仪表100的一个示例性的综合性实施方式。依据不同的设计要求，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业仪表(100)，其特征在于，包括允许流体经过的第一仪表(110)、以及用于测量流经所述第一仪表(110)的所述流体的温度的RTD测温装置(101)，所述RTD测温装置(101)包括：RTD器件(130)，其布置为与所述流体直接接触或者与所述流体流经的管道的管壁接触，以提供与所述流体的温度相关的电阻测量值(R测)；线缆(160)，其与所述RTD器件(130)相连以传输电力和信号；温度传感器(140)，其布置为提供与所述线缆所处的环境温度相关的感测温度值；以及校正装置(150)，其与所述RTD器件(130)和所述温度传感器(140)通信连接，以基于所述感测温度值提供代表所述线缆(160)的电阻的电阻校正值(R校)，并且基于所述电阻测量值(R测)和所述电阻校正值(R校)提供用于计算流体温度的RTD电阻真实值(R真)。

【技术特征摘要】
1.一种工业仪表(100)，其特征在于，包括允许流体经过的第一仪表(110)、以及用于测量流经所述第一仪表(110)的所述流体的温度的RTD测温装置(101)，所述RTD测温装置(101)包括：RTD器件(130)，其布置为与所述流体直接接触或者与所述流体流经的管道的管壁接触，以提供与所述流体的温度相关的电阻测量值(R测)；线缆(160)，其与所述RTD器件(130)相连以传输电力和信号；温度传感器(140)，其布置为提供与所述线缆所处的环境温度相关的感测温度值；以及校正装置(150)，其与所述RTD器件(130)和所述温度传感器(140)通信连接，以基于所述感测温度值提供代表所述线缆(160)的电阻的电阻校正值(R校)，并且基于所述电阻测量值(R测)和所述电阻校正值(R校)提供用于计算流体温度的RTD电阻真实值(R真)。2.根据权利要求1所述的工业仪表(100)，其特征在于，所述温度传感器(140)布置为直接感测所述环境温度，所述感测温度值为环境温度值(T环)。3.根据权利要求2所述的工业仪表(100)，其特征在于，所述校正装置(150)包括：校正值确定模块(152)，其基于自所述温度传感器(140)提供的所述环境温度值(T环)确定所述电阻校正值(R校)；阻值确定模块(153)，其基于自所述RTD器件(130)提供的所述电阻测量值(R测)以及自所述校正值确定模块(152)提供的所述电阻校正值(R校)确定所述RTD电阻真实值(R真)。4.根据权利要求1所述的工业仪表(100)，其特征在于，所述温度传感器(140)布置为间接感测所述环境温度，所述感测温度值与环境温度值(T环)之间具有确定性关系。5.根据权利要求4所述的工业仪表(100)，其特征在于，所述校正装置(150)包括：温度转换模块(151)，其基于自所述温度传感器(140)提供的所述感测温度值确定所述环境温度值(T环)；校正值确定模块(152)，其基于自所述温度转换模块(151)提供的所述环境温度值(T环)确定所述电阻校正值(R校)；阻值确定模块(153)，其基于自所述RTD器件(130)提供的所述电阻测量值(R测)以及自所述校正值确定模块(152)提供的所述电阻校正值(R校)确定所述RTD电阻真实值(R真)。6.根据权利要求5所述的工业仪表(100)，其特征在于，还包括经由所述线缆(160)与所述第一仪表(110)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成珺，沈凯，
申请(专利权)人：高准有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US