用于工业过程的无线过程变量变送器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于工业过程的无线过程变量变送器，所述无线过程变量变送器包括被配置成感测所述工业过程的过程变量并且提供过程变量传感器输出的过程变量传感器。电池电源包括：多个电池电源组，每个电池电源组具有原电池；电连接至所述原电池的低电压截止电路，当所述原电池的电压高于阈值时，所述低电压截止电路提供与所述原电池的电连接；以及理想二极管，所述理想二极管具有通过所述低电压截止电连接至所述原电池的输入并且提供电源组输出。电力共享节点具有连接至所述多个电池电源组中的每一者的所述电池电源组输出的输入，并且具有向所述无线过程变量变送器的电路系统提供电力的共享电力输出。路系统提供电力的共享电力输出。路系统提供电力的共享电力输出。

【技术实现步骤摘要】
用于工业过程的无线过程变量变送器


[0001]本技术涉及用于感测工业过程中的过程变量的类型的过程变量变送器。更具体地，本技术涉及用于工业过程的无线过程变量变送器。

技术介绍

[0002]在工业环境中，控制系统用于监测和控制工业和化学过程的库存等。通常，控制系统使用分布在工业过程中的关键位置处的多个现场设备来执行这些功能。现场设备可以在各种不同安装中操作。过程安装的实例包括石油、制药、化工、纸浆和其他过程安装。这些现场设备通信地联接至控制室中的控制电路系统。
[0003]过程控制测量行业出于各种目的使用现场设备。通常，此类装置具有现场硬化壳体，使得其可以安装在室外相对恶劣的环境中，并且能够抵抗气候的极端温度、湿度、振动和机械冲击。现场设备通常也以相对较低的功率操作。例如，一些现场设备目前可以从已知的4mA
‑
20mA回路接收其所有操作功率。
[0004]传统上，现场设备已经借助于物理导体联接至过程通信系统(例如控制室)。此类有线连接不仅向现场设备提供电力，而且还提供通信路线。有线现场设备的一个限制是，安装有时可能耗费大量人力，因为必须将电线连接至现场设备的每个物理位置。
[0005]最近，已经出现了采用无线通信与控制室和/或其他合适的设备通信的现场设备。这些无线现场设备通常配备有内部电源，诸如电池，其可以为无线现场设备提供数年的工作电源。
[0006]无线技术在工业过程行业的使用催生了对本地无线变送器供电方式的需要。电池是提供本地电源的一种方式。然而，电池的一个问题是电池容量有限。在电池容量与较长的变送器寿命和/或由于网络配置导致更高的更新速率或重负载之间通常存在折衷。因此，期望以可使用更大容量电池的方式提供现场设备电力。

技术实现思路

[0007]一种用于工业过程的无线过程变量变送器，所述无线过程变量变送器包括被配置成感测所述工业过程的过程变量并且提供过程变量传感器输出的过程变量传感器。联接至所述过程变量传感器的测量电路系统提供与所述过程变量传感器输出有关的输出。联接至所述测量电路系统的无线通信电路系统被配置成将与所述过程变量传感器输出有关的信息无线传送至远程位置。电池电源包括：多个电池电源组，每个电池电源组具有原电池；电连接至所述原电池的低电压截止电路，当所述原电池的电压高于阈值时，所述低电压截止电路提供与所述原电池的电连接；以及理想二极管，所述理想二极管具有通过所述低电压截止电连接至所述原电池的输入并且提供电源组输出。电力共享节点具有连接至所述多个电池电源组中的每一者的所述电池电源组输出的输入，并且具有从所述多个电池电源组中的每个原电池提供电流的共享电力输出。电源电路电连接至所述共享电力输出，所述电源电路被配置成使用在所述多个电源组中的每个原电池之间共享的电力向所述测量电路系
统和无线通信电路系统提供电力。
[0008]提供本
技术实现思路
以简化形式介绍一些概念，这些概念在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中指出的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
[0009]图1是示出包括无线过程变量变送器的工业过程的示意图。
[0010]图2是图1的无线过程变量变送器的简化框图。
[0011]图3是图2的电池电源中的多个电源组的简化框图。
具体实施方式
[0012]下文参考附图更充分地描述本公开的实施方案。使用相同或相似附图标记标识的元件是指相同或相似元件。为了简化图示，某些元件可能未在每个图中示出。然而，本公开的各种实施方案可以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的具体实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开将是透彻和完整的，并且这些实施方案将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
[0013]工业过程控制行业对电池操作的工业现场设备(特别是过程变量变送器)的需求日益增加，以提供附加的功能和更快的更新速率。解决这一需求的代价是电池寿命的缩短和操作员更频繁地更换电池。虽然电池技术不断改进，但该技术并未跟上行业需求。为了提供满足行业需求的现场设备，需要一种全新的电源管理解决方案。
[0014]如
技术介绍
部分所述，存在以无线方式操作的某些类型的过程变量变送器。对于此类变送器，期望包括内部电源，诸如电池。对于某些安装，原电池(不能充电的电池)比次电池(可充电)更有优势。这些优点包括降低成本和增加电力存储容量。过程变量变送器可用的功率量越大，其可以提供的功能就越多。这包括增加数据计算和诊断、增加输出信号强度和增加更新速率。
[0015]一个特别有前景的原电池是锂亚硫酰氯原电池，因为其具有高能量存储容量。一些原单元电池难以并联连接以获得更高的容量。然而，当并联连接时，锂亚硫酰氯原单元电池尤其成问题，因为并联连接中较弱的电池将由其他电池充电。这会产生可能导致热失控的不稳定操作条件。
[0016]本技术包括具有电源组配置的工业无线过程变量变送器，所述电源组配置包括被配置成用于并联连接的原电池。在一个特定配置中，电源组包括原电池、低电压截止电路、能量限制器和理想二极管中的至少一者。该电路系统允许安全且高效地使用来自并联连接的多个原电池的能量。
[0017]图1是工业过程10的简化图，该工业过程包括被布置成使用过程变量传感器16感测过程管道14中的过程流体的过程变量的无线过程变量变送器(现场设备)12。然而，本技术适用于感测其他类型的过程变量的过程变量变送器。无线过程变量变送器12使用通信电路系统(图1中未示出)和在天线20与22之间传送的无线射频信号传送至远程位置18。在操作期间，过程变量变送器12使用过程变量传感器16感测管道14中的过程流体的过程变
量。过程变量传感器16可为任何类型的过程变量，并且实例包括感测压力、流速、压差、腐蚀、气体浓度、液位、温度、pH、浊度、位置信息、声学数据或其他的传感器。过程变量变送器12使用内部电路系统(图1中未示出)以获得与感测到的过程变量有关的测量数据。过程变量变送器12接着使用在天线20与22之间的无线连接将与感测到的过程变量有关的数据传送至远程位置18。通信还可以包括其他信息，包括原始数据、诊断信息、其他感测到的过程变量、与环境有关的数据、时间信息、识别特定过程变量变送器12的信息，诸如地址等。此外，远程位置18还可以将信息传送至过程变量变送器12。此类通信可以包括由其他设备、命令、编程指令等感测的过程变量。例如，通信可为直接的或通过诸如网状网络等中间连接。
[0018]图2是包括连接至过程变量传感器16的测量电路系统40的无线过程变量变送器12的简化框图。测量电路系统40被配置成对来自过程变量传感器16的传感器输出执行初始处理，并且将输出提供给控制器42。控制器 42可以包括例如诸如微处理器的数字控制器，并且测量电路系统40可以包括模数转换器，以提供与感测到的过程变量有关的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于工业过程的无线过程变量变送器，其特征是，所述无线过程变量变送器包括：过程变量传感器，所述过程变量传感器被配置成感测所述工业过程的过程变量并且提供过程变量传感器输出；联接至所述过程变量传感器的测量电路系统，所述测量电路系统被配置成提供与所述过程变量传感器输出有关的输出；联接至所述测量电路系统的无线通信电路系统，所述无线通信电路系统被配置成将与所述过程变量传感器输出有关的信息无线传送至远程位置；电池电源，所述电池电源包括多个电池电源组，每个电池电源组包括：原电池；电连接至所述原电池的低电压截止电路，当所述原电池的电压高于阈值时，所述低电压截止电路提供与所述原电池的电连接；理想二极管，所述理想二极管具有通过所述低电压截止电连接至所述原电池的输入并且提供电源组输出；电力共享节点，所述电力共享节点具有连接至所述多个电池电源组中的每一者的所述电池电源组输出的输入，并且具有包括来自所述多个电池电源组中的至少一个原电池的电流的共享电力输出；以及电连接至所述共享电力输出的电源电路，所述电源电路被配置成使用来自所述多个电源组中的至少一个原电池的电力向所述测量电路系统和所述无线通信电路系统提供电力。2.如权利要求1所述的用于工业过程的无线过程变量变送器，其特征是，所述多个电池电源组中的每一者包括电连接至所述原电池的能量限制器，所述能量限制器被配置成限制由所述原电池输送的能量大小。3.如权利要求1所述的用于工业过程的无线过程变量变送器，其特征是，所述电源电路由所述多个电源组中具有最高电压电平的原电池供电。4.如权利要求1所述的用于工业过程的无线过程变量变送器，其特征是，所述多个电源组中的每一者包括至少三个串联连接的理想二极管，从而提供本质安全。5.如权利要求1所述的用于工业过程的无线过程变量变送器，其特征是，所述电力共享节点包括电阻器。6.如权利要求1所述的用于工业过程的无线过程变量变送器，其特征是，所述过程变量传感器包括压力传感器、流量传感器、腐蚀传感器、气体浓度传感器、液位传感器、温度传感器、pH传感器、浊度传感器、位置传感器和声传感器中的至少一者。7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：新型
国别省市：