具有电子校准的模拟过程变量变送器制造技术

一种用于测量过程变量的过程变量变送器，包括：过程变量传感器，被配置为感测过程变量并提供传感器输出。测量电路接收传感器输出并提供与过程变量相关的测量输出。输出电路基于测量输出在双线过程控制环路上提供设备输出。输出电路具有传递函数，所述传递函数是可调整模拟电路组件的函数。机动致动器被配置为调整所述可调整模拟电路组件，从而改变输出电路的传递函数。还提供可选的校准控制器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在工业过程的控制和监视中使用的类型的模拟过程变量变送器。更具体地，本专利技术涉及这种模拟变送器的校准。
技术介绍
双线变送器在工业过程控制系统中广泛使用。双线变送器包括在电流环路中与电源和负载一起连接的一对端子。能够通过流经电流环路中的环路电流来给双线变送器供电，并且根据所感测的参数或条件来改变环路电流的幅度。通常，变送器包括被封闭在密封的壳体中的通电电路，使得由来自通电电路的故障或火花导致的任何可燃气氛通过来自通电电路的故障或火花的点火被包含在壳体中。虽然各种各样的工作范围是可能的，一个广泛使用的双线变送器输出根据所感测的过程变量从4到20毫安(mA)变化。双线变送器一般提供对变送器输出的调整，以使所感测的参数的最小或零值对应于最小输出(例如，4毫安的环路电流)，而将感测的最大参数值对应于最大输出(例如，20毫安)。这被称为零点和量程(span)调整。最小和最大参数值将从一个工业过程装置到另一个工业过程装置变化。因此，期望提供一些用于在现场设定(校准)最大和最小输出电平的装置。在使用模拟电路实现的变送器中，这通常通过密封在壳体中的通电零点和量程电位计来进行。对于某些变送器，必须去除壳体盖以操作电位计。这使变送器周围的气氛暴露给变送器中的带电电路。然而，各种技术可用于调整电位计，同时相对于变送器中的带电电路密封变送器周围的可能的爆炸性气氛。在一些变送器中，用于调整电位计的旋转调整轴紧密配合穿过壳体中的孔，以提供长的火焰路径用于在壳体中的点火到达壳体周围的气氛之前将其熄灭。在另一布置中，电位计被机械地耦合到比较大的磁棒，该磁棒然后由带电电路的外壳外部的另一个磁棒磁性转动。这种磁棒的布置可能具有机械迟滞的缺点，使得精确的量程和零点设定困难。致动开关也用于在变送器中设定量程和零点，这种开关需要穿过变送器的壳体的壁的开口，以提供到开关的机械耦合。因此，经常难以调整密封在变送器壳体内的零点和量程电位计。潜在的泄漏路径必须被密封，这在必须在浸没核环境中操作的过程变量变送器可能是特别成问题的。这些配置还对过程变量变送器的设计、封装和大小增加限制。
技术实现思路
一种用于测量过程变量的过程变量变送器，包括：过程变量传感器，被配置为感测过程变量并提供传感器输出。测量电路接收传感器输出并提供与过程变量相关的测量输出。输出电路基于测量输出在双线过程控制环路上提供设备输出。输出电路具有传递函数，所述传递函数是可调整模拟电路组件的函数。机动致动器被配置为调整所述可调整模拟电路组件，从而改变输出电路的传递函数。还提供可选的校准控制器。附图说明图1是示出了用于监视或控制工业过程的系统的示例的简化图。图2是根据一个示例性实施例包括用于执行量程和零点调整的电控致动器的工业过程变量变送器的简化框图。图3是示出了连接到配置控制器的图2的电控量程和零点致动器的简化电学示意图。图4是过程变量变送器的另一个示例性实施例的透视图。具体实施方式有许多实例，其中过程变量变送器必须使用模拟电路来实现。在模拟电路实现的过程变量变送器的缺点之一是，它们可能需要使用可调整模拟电路组件，例如量程和零点可变电阻器(“pot”或电位计)来手动校准。在一些现有技术的配置中，使用穿过变送器的电子设备壳体露出的螺钉来操作这些电位计。这在电子设备的大小、位置和穿过壳体的潜在的泄漏路径方面增加了变送器配置的额外的设计限制。在本专利技术的一个说明性示例中，使用不需要通过变送器壳体中的开口操作的可调整模拟电路组件来实现模拟过程变量变送器。在具体示例中，使用电控校准技术从变送器壳体内调整电位计。例如，可以使用内部电机来调整电位计。这种配置还允许远程和/或使用校准软件来执行对过程变量变送器的校准。此外，这种电子控制的校准降低了设计上的限制，并允许实现能够将所有的电子设备完全封闭在焊接的、紧凑的外壳中的架构。这也允许对电学组件可靠性的优化并改善变送器对振动和地震活动的鲁棒性。图1是示出了工业过程控制器监视装置100的简化示例图，其中过程变量变送器102耦合到过程管道104。过程变量变送器102包括过程变量传感器(图1中未示出)，用于感测过程管道104中的过程流体的过程变量。示例性过程变量包括压力、温度、流速、浊度、水平、pH等。基于所感测的过程变量，过程变量变送器102与远程位置例如中央控制室106通过双线过程控制环路108通信。控制室106以简化的方式示出为电阻106A和电源106B。双线过程控制环路108被配置为向过程变量变送器102供电以及从过程变量变送器102承载通信。(但是，也可以通过其它方式传递电力)。在一个示例性实施例中，过程控制环路108上的电流电平代表所感测的过程变量。例如，可以实现4到20毫安的电流环路，其中4毫安的电流电平指示零读数，20毫安的电流电平指示满刻度读数。为了准确地解释电流电平，必须通过校准过程来设定输出电流的“零点”和“量程”。零点设定对应于将导致4毫安的输出的过程变量读数，量程设定与所感测的过程变量的最大范围相关，从而最大的所感测过程变量值将导致过程控制环路108上的20毫安的电流电平。如在
技术介绍
部分中讨论，可以使用穿过过程变量变送器102的壳体110的开口来调整模拟型过程变量变送器中的这种零点和量程设定。图1还示出了通过接线118耦合到过程变量变送器102的校准控制器120的一个实施例。如以下更详细地解释，校准控制器120包括零点调整开关122、量程调整开关124和电机速度控制器126。使用开关122和124来给变送器102内的电机(图1中未示出)通电，所述电机分别控制从变送器102输出的电流的零点和量程设定。此外，使用电机速度控制器126来调整内部调整电机操作的速率，包括正向或反向方向。例如在变送器102的安装和调试期间，校准控制器120可以临时耦合到过程变量变送器102并由服务人员操作。在另一个示例性配置中，开关122和124是三位置开关，具有正向、关闭和反向位置。在这种配置中，电机速度控制器126并不需要能够反转电机的方向。图2是图1所示的过程变量变送器102的简化框图。过程变量变送器102包括过程变量传感器140。在图2的示例性实施例中，传感器140被配置为差压传感器，被配置为感测所施加的压力P1和P2之间的压力差。这种差压可能与例如流经图1所示的过程管道104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量过程变量的过程变量变送器，包括：过程变量传感器，被配置为：感测过程变量并提供传感器输出；测量电路，被配置为：接收所述传感器输出，并提供与所述过程变量相关的测量输出；输出电路，被配置为：基于所述测量输出在双线过程控制环路上提供设备输出，所述输出电路具有传递函数，所述传递函数是可调整模拟电路组件的函数；以及机动致动器，被配置为：调整所述可调整模拟电路组件，从而改变所述输出电路的传递函数。

【技术特征摘要】
2013.12.23 US 14/138,6841.一种用于测量过程变量的过程变量变送器，包括：
过程变量传感器，被配置为：感测过程变量并提供传感器输出；
测量电路，被配置为：接收所述传感器输出，并提供与所述过程
变量相关的测量输出；
输出电路，被配置为：基于所述测量输出在双线过程控制环路上
提供设备输出，所述输出电路具有传递函数，所述传递函数是可调整
模拟电路组件的函数；以及
机动致动器，被配置为：调整所述可调整模拟电路组件，从而改
变所述输出电路的传递函数。
2.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述可调整模
拟电路组件包括电位计。
3.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述可调整模
拟电路调整所述设备输出的零点设定。
4.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述可调整模
拟电路调整所述设备输出的量程设定。
5.根据权利要求1所述的过程变量变送器，包括：变送器壳体，
其中，所述测量电路和输出电路位于所述变送器壳体中的隔绝密封的
环境中。
6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳兰·莱恩·维特，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：新型
国别省市：美国;US