无线现场装置组件制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无线现场装置组件，所述无线现场装置组件包括过程传感器、壳体、电源模块和处理器。过程传感器被构造成监测过程变量并产生传感器信号。壳体包围所述无线现场装置的内部空间。电源模块包括储能装置和到本地电源的连接装置，并且被构造成容纳在无线现场装置中。处理器位于内部空间内，并且由电源模块供电。处理器产生用于在储能装置失效、本地电源失效和无失效状态之间进行区分的失效信号值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
无线现场装置组件
本技术总体涉及工业过程现场装置，并且更具体地涉及用于给无线工业过程现场装置供电的混合电力模块。
技术介绍
术语“现场装置”涵盖大量测量和控制诸如压力、温度和流量的参数的过程管理装置。许多现场装置是变送器，所述变送器是用作在用于感测或致动工业过程变量的变换器和诸如控制室中的计算机的远程控制或监测装置之间的通信中继装置。传感器的输出信号例如通常不足以有效地与远程控制或监测装置通信。变送器通过接收来自传感器的通信、将该信号转换成更有效地用于长距离通信的形式(例如，调制的4-20mA电流回路信号，或无线协议信号)并将该转换的信号传输到远程控制或监测装置来桥接这种通道(gap)。现场装置用于监测和控制工业过程的各种参数，包括压力、温度、粘度和流量。其它现场装置致动工业过程的阀、泵和其它硬件。每一个现场装置典型地包括密封外壳，所述密封外壳容纳致动器和/或传感器、用于接收和处理传感器和控制信号的电子设备、和用于传输处理后的传感器信号使得每一个现场装置和工业过程参数可以被远程监测的电子设备。大型工业制造工厂通常采用在宽领域分布的许多现场装置。这些现场装置通常与中央控制或监测装置通信，从而允许工业过程被中央监测和控制。现场装置越来越多地使用无线收发器以与中央控制或监测系统通信。无线电设备使控制或过程监测系统的到达延伸超过有线装置到达的位置，该位置对于布线可能难以提供并且布线昂贵。在一些情况下，无线现场装置可以通过到诸如120V交流电站或供电数据的发电站的直接电连接而被供电。然而更通常的是，发电站没有位于仪器和变换器必须操作的危险区域的附近或不能容易地安装在所述危险区域中。因此，现场装置通常通过具有如在长寿命电池的情况下被存储或在太阳能电池板的情况下产生的有限容量的电源被本地供电。电池预计持续多于五年，并且优选地持续产品的寿命之久。因为本地电源具有有限的容量，因此低功率电子设备和RF无线电设备的使用对于许多无线现场装置来说经常是必不可少的。许多现场装置设计包括在现场装置的密封外壳的盖下方的附加电池。其它现场装置采用来自诸如太阳能电池板的外部源、诸如振动或热电回收器的能量采集装置或邻近公共电网连接的电力。给无线现场装置供电的每一种方法传统地要求不同的接线端子接口。基于电池供电部分或整体运行的现场装置典型地装有提供到附加电池的接触点的接线盒。相反地，基于电网运行的现场装置包括提供用于电网的有线连接(典型地通过螺栓端子)并调节用于现场装置的电网的接线盒。接线盒通常是可移除的，从而允许通过在一个或另一个源指定接线盒中进行交换而将单个现场装置构造成用于不同的电源。太阳能电池板、振动能回收系统和其它类型的本地供电模块所有都可以使用不同的接线盒。无线变送器现场装置广播对应于感测到的参数的周期信号。电池供电变送器典型地被预期在电池更换之间操作五年或更多年。基于该应用，现有的系统可以操作持续该时间段，同时每四秒传输一次。对于许多工业应用来说，期望更快的更新速度，但是需要显著缩小电池寿命的更大的耗电。诸如太阳能电池板和振动或热电回收器的能量采集系统产生高度依赖于位置和应用的电力。振动回收器例如在具有高振幅连续振动的区域中可以是高效能源，但是在低振幅或间断振动的区域中可能是不切实际或不充足。此外，当电池和超级电容器通常在放电的同时持续供电时，能量采集系统的电力生产可能会受到不可预测的下降，从而导致电力水平基于环境条件而波动。太阳能电池板例如在晚上不能产生电力，而振动回收器在所附结构(例如，电动机)静止时不能产生电力。
技术实现思路
本技术涉及一种无线现场装置组件，所述无线现场装置组件包括过程传感器、壳体、电源模块和处理器。过程传感器被构造成监测过程变量并产生传感器信号。壳体包围所述无线现场装置的内部空间。电源模块包括储能装置和与本地电源的连接装置，并且被构造成容纳在无线现场装置中。处理器位于内部空间内，并且由电源模块供电。处理器产生用于在储能装置失效、本地电源失效、和无失效状态之间进行区分的失效信号值。本技术的无线现场装置组件还包括盖，所述盖限定在所述壳体与所述盖之间的容器，并且其中所述电源模块被构造成容纳在所述容器中。本技术的无线现场装置组件中的所述电源模块被构造成可移除地容纳在所述容器中。本技术的无线现场装置组件还包括由所述电源模块供电的处理器，其中所述处理器被构造成产生反映所述传感器信号和所述失效信号的控制/监测信号。本技术的无线现场装置组件中的所述失效信号值指示所述电源模块处的电压，所述失效信号值的第一范围值指示储能装置失效，所述失效信号值的第二范围值指示本地电源失效，而所述失效信号值的第三范围值指示无失效状态。本技术的无线现场装置组件中的所述电源模块被构造成优先从本地电源连接装置供电，并且当不能从所述本地电源获得电力或来自所述本地电源的电力不足以满足电力需求时从所述储能装置补充地供电。本技术的无线现场装置组件中的所述储能装置是电池或超级电容器。本技术的无线现场装置组件中的所述储能装置可移除地连接到所述电源模块。本技术的无线现场装置组件中的到本地电源的连接装置被构造成从能量采集装置接收能量。本技术的无线现场装置组件中的所述容器被构造成配合所述能量采集装置。本技术的无线现场装置组件中的到本地电源的所述连接装置包括通过所述壳体或盖内的导管与位于所述内部空间和所述容器外部的外部装置的有线连接。本技术的无线现场装置组件中的所述电源模块包括电力调节器，所述电力调节器调节来自所述储能装置和所述本地电源中的至少一个的电力。本技术的无线现场装置组件中的所述电力调节器被构造成整流或转化来自所述储能装置和所述本地电源中的至少一个的电力。本技术还涉及一种无线现场装置组件，包括:被构造成监测过程变量的过程传感器；包围内部空间的壳体；限定所述壳体与盖之间的容器的盖；电源模块，所述电源模块被构造成可移除地配合在所述容器内部并给所述无线现场装置组件中的至少一个子设备供电；储能装置，所述储能装置在所述电源模块内部或固定到所述电源模块，并位于所述容器内；电连接到所述电源模块的本地电源；处理器，所述处理器位于所述内部空间内并被构造成产生:过程变量信号，所述过程变量信号反映由所述过程传感器监测的过程变量；和失效信号值，所述失效信号值用于根据所述电源模块处的电压在储能装置失效、本地电源失效和无失效状态之间进行区分。本技术的无线现场装置组件中的所述储能装置是电池。本技术的无线现场装置组件中的所述储能装置是超级电容器。本技术的无线现场装置组件中的所述本地电源是公共电网连接。本技术的无线现场装置组件中的所述本地电源是能量采集装置。本技术的无线现场装置组件中的所述能量采集装置被构造成在所述容器内部与所述电源模块配合。本技术的无线现场装置组件中的所述能量采集装置是热电回收器。本技术的无线现场装置组件中的所述能量采集装置是振动回收器。本技术的无线现场装置组件中的所述能量采集装置是太阳能电池板。本技术的无线现场装置组件中的所述本地电源经由穿过所述壳体或所述盖内的导管的有线连接电连接到所述电源模块。本技术的无线现场装置组件中的所述失效信号值指示所述电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线现场装置组件，包括： 过程传感器，所述过程传感器被构造成监测过程变量并产生传感器信号； 壳体，所述壳体包围所述无线现场装置的内部空间； 电源模块，所述电源模块包括储能装置和到本地电源的连接装置，并且被构造成容纳在所述无线现场装置中； 处理器，所述处理器由所述电源模块供电，位于所述内部空间内，并被构造成产生用于在储能装置失效、本地电源失效和无失效状态之间进行区分的失效信号值。

【技术特征摘要】
2012.09.27 US 13/628,5431.一种无线现场装置组件，包括: 过程传感器，所述过程传感器被构造成监测过程变量并产生传感器信号； 壳体，所述壳体包围所述无线现场装置的内部空间； 电源模块，所述电源模块包括储能装置和到本地电源的连接装置，并且被构造成容纳在所述无线现场装置中； 处理器，所述处理器由所述电源模块供电，位于所述内部空间内，并被构造成产生用于在储能装置失效、本地电源失效和无失效状态之间进行区分的失效信号值。2.根据权利要求1所述的无线现场装置组件，还包括盖，所述盖限定在所述壳体与所述盖之间的容器，并且其中所述电源模块被构造成容纳在所述容器中。3.根据权利要求2所述的无线现场装置组件，其中，所述电源模块被构造成可移除地容纳在所述容器中。4.根据权利要求1所述的无线现场装置组件，还包括由所述电源模块供电的处理器，其中所述处理器被构造成产生反映所述传感器信号和所述失效信号的控制/监测信号。5.根据权利要求1 所述的无线现场装置组件，其中，所述失效信号值指示所述电源模块处的电压，所述失效信号值的第一范围值指示储能装置失效，所述失效信号值的第二范围值指示本地电源失效，而所述失效信号值的第三范围值指示无失效状态。6.根据权利要求1所述的无线现场装置组件，其中，所述电源模块被构造成优先从本地电源连接装置供电，并且当不能从所述本地电源获得电力或来自所述本地电源的电力不足以满足电力需求时从所述储能装置补充地供电。7.根据权利要求1所述的无线现场装置组件，其中，所述储能装置是电池或超级电容器。8.根据权利要求1所述的无线现场装置组件，其中，所述储能装置可移除地连接到所述电源模块。9.根据权利要求2所述的无线现场装置组件，其中，到本地电源的连接装置被构造成从能量采集装置接收能量。10.根据权利要求9所述的无线现场装置组件，其中，所述容器被构造成配合所述能量采集装置。11.根据权利要求2所述的无线现场装置组件，其中，到本地电源的所述连接装置包括通过所述壳体或盖内的导管与位于所述内部空间和所述容器外部的外部装置的有线连接。12.根据权利要求1所述的无线现场装置组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：查德·迈克尔·麦克盖尔，凯利·迈克尔·奥什，荻奥多·亨利·施奈尔，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：新型
国别省市：美国;US