用于磁致伸缩位置检测器的温度补偿制造技术

本公开涉及用于磁致伸缩位置检测器的温度补偿。本公开提供了一种用于使磁致伸缩位置检测器在不使用内置式或外部独立式温度传感器的情况下针对与过程相关联的温度条件来补偿流体平面测量值的系统、方法和设备。还公开了一种算法，其用于通过经由数字处理位置检测器的信号来确定与过程温度成比例的用于温度补偿的热补偿系数而补偿与过程相关联的温度条件。条件。条件。

【技术实现步骤摘要】
用于磁致伸缩位置检测器的温度补偿


[0001]本公开一般而言涉及磁致伸缩位置检测器，并且更特别地涉及由于与磁致伸缩位置检测器所处的环境相关联的温度变化所致而对由磁致伸缩位置检测器获得的位置测量值所作的补偿。

技术介绍

[0002]磁致伸缩位置检测器可以被用于过程控制和其他应用中以测量可移动浮子的位置，以便确定容器(诸如，槽)中的流体平面。过程期间的温度变化会导致对浮子的位置检测不准确，从而引起流体平面测量值不准确。这通常是通过使用内置于检测器中的温度传感器来解决的，或者是通过使用专用的外部温度传感器来测量温度变化且然后针对基于所测量的温度的位置测量值来确定温度补偿误差而解决的。
[0003]使用独立式温度传感器来确定位置测量误差并对其进行补偿具有若干缺点。例如，由于必须提供单独的仪器和/或传感器所致，加之用于安装、接线、附加的过程连接以及控制系统中的附加输入的额外成本，因此仪器化的成本更高。具有内置式传感器的磁致伸缩位置检测器可以减轻这些额外成本中的一些，但仍需要向磁致伸缩位置检测器添加温度传感器部件。这种检测器也可能仅提供有限的温度范围能力。本公开涉及一种在不需要使用温度传感器的情况下针对磁致伸缩位置检测器的位置测量值提供温度补偿的系统、方法和/或设备。

技术实现思路

[0004]根据本公开，提供了一种用于使磁致伸缩位置检测器在不使用内置式和/或外部独立式温度传感器的情况下针对温度条件来补偿位置测量值的系统、方法和/或设备。结果，可以实现关于磁致伸缩位置检测器的成本的节约和/或将磁致伸缩位置检测器安装到例如过程控制系统中。本公开提供了一种算法，其用于通过经由数字处理磁致伸缩位置检测器的信号来确定与环境温度成比例的热补偿系数而补偿与磁致伸缩位置检测器所处的环境相关联的温度条件。根据本公开还提供了一种计算机系统，其可操作以执行前述内容。
[0005]提供本
技术实现思路
以介绍下文在图示性实施例中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
不旨在识别所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的辅助。进一步的实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处应从以下描述和附图变得清楚。
附图说明
[0006]关于以下描述、所附权利要求书和附图，本专利技术的特征、方面和优点将变得被更好地理解，在附图中：
[0007]图1示出了示例性系统的示意图，该系统利用磁致伸缩位置检测器以结合被配置为补偿温度的控制器来确定位置测量值；
[0008]图2示出了用于确定到磁致伸缩位置检测器的探针端部的测量距离的信号图；以及
[0009]图3是用于补偿对由磁致伸缩位置检测器获得的位置测量值的温度影响的过程的流程图。
具体实施方式
[0010]出于促进对本专利技术原理的理解的目的，现在将参考在附图中所图示的实施例，并且特定语言将被用于描述这些实施例。然而，将理解，并不旨在由此限制本专利技术的范围，本文中预期如本专利技术所属领域的技术人员将通常想到的在所图示的实施例中的任何变更和进一步修改、以及如本文中所图示的本专利技术原理的任何进一步应用。
[0011]参考图1，示出了用于测量环境(诸如，容器10)中的位置12的磁致伸缩位置检测器20。在一个实施例中，位置12是液体平面(level)，容器10是容纳液体的槽或其他物体，并且环境是涉及容器10中的液体的过程。然而，本公开可应用于在其中采用磁致伸缩位置检测器20的任何应用或环境中确定位置12。
[0012]磁致伸缩位置检测器20包括连接到传感器管或探针24的传感器22。探针24包含连接到检测器20中的电子电路30的传感器导线26。位置标记器(诸如，磁性浮子28)绕探针24安装，并且可响应于液体的平面或位置12的变化而沿着探针24移动，如由浮子28'沿着探针24的位置所示。
[0013]在操作中，检测器20中的电子电路30以固定的间隔生成低能量电流脉冲32，该电流脉冲以光速沿探针24中的导线26行进，从而在导线26周围产生磁场。导线26周围的磁场与跟浮子28相关联的磁体的相互作用致使在导线26中感应出扭转应力波，该扭转应力波沿着导线26以已知的速度从浮子28朝向传感器22传播。传感器22被配置为将接收到的机械扭转应力波转换为电子返回脉冲。电子装置(诸如，计算机系统50)连接到传感器22，测量起始脉冲与返回脉冲之间经过的时间(飞行时间)，并且将该测量值转换为位置12的位置测量值，该位置测量值与浮子28的平面成比例并指示容器10中的液体平面。
[0014]计算机系统50从传感器22接收输入信号并被配置为输出针对温度影响加以补偿的浮子28的位置确定值。环境温度变化和/或液体温度变化产生了通过上文所描述的飞行时间确定所获得的位置测量值的不准确。计算机系统50可被并入到检测器20中，或者可为以任何合适的方式(包括有线和无线连接)连接到磁致伸缩位置检测器20的独立式装置。计算机系统50还可以任何合适的方式连接到过程控制器(未示出)或者可为过程控制器(未示出)的一部分，该过程控制器可在过程控制中使用位置12的补偿后的位置测量值。计算机系统50和/或过程控制器可在不需要使用温度传感器来确定温度补偿的情况下将根据本公开的温度调整后的位置测量确定值提供作为警报、读数、打印输出、电子邮件、文本、过程变量、信号等。结果，计算机系统50的运行得以改进，并且磁致伸缩位置检测器20和/或相关联的过程硬件的成本得以降低。
[0015]计算机系统50可包括用于执行与生产过程相关的一项或多项任务的一个或多个计算机和/或可专用于磁致伸缩位置检测器20。计算机系统50的这些计算机中的至少一者可包括用户接口装置(UI)52，所述UI包括：一个或多个显示装置，诸如监控器(带有或不带有触摸屏)或手持式装置(诸如，智能手机、平板电脑、膝上型计算机或用于显示图形的其他
装置手机)；以及一个或多个输入装置，诸如键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆、手持式装置和/或声控装置。
[0016]计算机系统50可被配置为补偿任何一个或多个温度误差促成因素。例如，探针24的材料(诸如，金属)会促成温度误差，因为材料可能取决于过程的方向或环境温度变化而拉长或收缩。由于温度波动所致的过程材料(液体)的密度变化也可能引入温度误差，密度变化影响浮子28的浮力。扭转波的传播速度也可能受过程和/或环境的温度的影响。
[0017]这些误差源各自具有关于温度变化的线性特性。计算机系统50被配置为通过使用温度因子而不需要任何温度传感器来补偿由温度变化引入的误差，从而导致仪器和对应安装的成本降低。计算机系统50可操作以确定如图2中所示的探针长度PL，该探针长度在任何给定的温度下均保持恒定而与磁体的位置无关。
[0018]在图2中，被浮子28的磁体反射的发射器信号行进到探针24的端部并回到传感器22的距离为R，并且从浮子28的磁体反射的发射器信号行进回到传感器22的距离是L。可以通过对L和R求平均值来如下确定到探针的端部的测量距离(也称为探针长度PL)：
[0019]PL＝(R+L)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对由磁致伸缩位置检测器的位置测量值的温度影响进行补偿的方法，所述磁致伸缩位置检测器包括传感器、从所述传感器延伸的探针、以及能够与位置一致沿着所述探针移动的磁性位置标记器，所述方法包括：响应于所测量的探针长度和参考探针长度来确定热误差系数；以及基于所述热误差系数来补偿所述位置测量值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述所测量的探针长度是基于与所述探针的端部相关的第一测量距离以及与所述磁性位置标记器沿着所述探针的位置相关的第二测量距离的平均值。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一测量距离和所述第二测量距离是响应于反射信号从所述磁性位置标记器起的飞行时间来确定的。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一测量距离是沿着第一反射信号从所述磁性位置标记器行进到所述探针的所述端部并从所述探针的所述端部行进到所述传感器的路径所测量的，并且所述第二测量距离是沿着第二反射信号从所述磁性位置标记器行进到所述传感器的第二路径所测量的。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述反射信号是在所述探针内的导线中感应出的扭转应力波，所述扭转应力波由电流脉冲产生，所述电流脉冲由所述导线传输、与所述磁性位置标记器相互作用。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述参考探针长度是在校准温度下确定的。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述磁性位置标记器是浮子，并且所述方法进一步包括用所述热误差系数针对所述浮子的浮力误差来补偿所述位置测量值。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述浮力误差是所述浮子在室温下的浸没高度与所述浮子的浮力系数的乘积除以所述热误差系数。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述浸没高度和浮力系数是从查找表中检索的。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置测量值是流体平面。11.一种计算机系统，其可操作以用于对由磁致伸缩位置检测器的位置测量值的温度影响进...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔弗雷多，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：