磁致伸缩传感器的动态补偿制造技术

本公开的实施例涉及磁致伸缩传感器的动态补偿。提供了一种用于动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的系统。该系统包括控制器，该控制器被配置为从磁致伸缩位置传感器接收电信号，该电信号包括响应脉冲；标识工厂校准数据，该工厂校准数据使在沿着磁致伸缩位置传感器的长度的位置磁体的不同位置处从磁致伸缩位置传感器接收的响应脉冲的幅度的初始记录值相关；基于工厂校准数据来标识响应脉冲的初始幅度；计算响应脉冲的初始幅度和幅度之间的差异；确定差异是否大于阈值；以及响应于确定差异大于阈值而生成警报。异大于阈值而生成警报。异大于阈值而生成警报。

【技术实现步骤摘要】
磁致伸缩传感器的动态补偿


[0001]本专利技术的领域涉及传感器，更具体涉及磁致伸缩传感器。

技术介绍

[0002]当铁磁材料(例如，铁、镍、钴等)受制于外部磁场时，材料内的磁畴对齐，从而产生导致材料的形状或尺寸发生改变的内部应力。这种现象被称为磁致伸缩。相反，当磁致伸缩材料受制于应力时，它的磁性特性将会发生改变。这被称为Villari效应。
[0003]磁致伸缩的另一表现是Wiedemann效应。当导线受制于平行于其长度的磁场取向并且电流穿过导线时，导线在磁场发生的位置处经受扭转应变。在磁致伸缩传感器中，导线可以被称为波导。
[0004]图1是本领域已知的磁致伸缩传感器100的简图。传感器100包括传感器元件头102、波导104和位置磁体106。波导104由感测元件保护管108保护。磁场110由位置磁体106提供。位置磁体106被附接到被测量的传感器100的移动部分。向波导104施加电流的短脉冲(例如，1微秒至3微秒)，该波导104可以被称为询问脉冲112，该询问脉冲112生成沿着波导104行进的移动磁场114。由于Wiedemann效应，所以由于询问脉冲112所引起的磁场114与位置磁体106所引起的磁场110的相互作用而在波导104中引起扭转应变116(扭曲)。因为电流作为脉冲被施加，所以扭曲以已知速率沿着导线行进。扭曲或机械脉冲由传感器头元件102检测，该传感器头元件102可以依靠Villari效应来产生指示接收到机械应变波的电压脉冲，或在一些情况下，可以依靠附接到波导104的压电传感器来产生指示接收到机械应变波的电压脉冲。
[0005]询问脉冲与对机械脉冲的检测之间的时间指示位置磁体106沿着波导104的位置，因此，移动部分的位置由传感器100测量。由传感器100测量的移动部分可以包括储罐中的浮子位置、阀门的方位等。
[0006]磁致伸缩传感器提供绝对位置信息，并且与增量编码器不同，当存在功率损失时不需要重新归位。它们还可以使用具有一个波导的多个位置磁体，使得它们非常适合于需要沿着相同轴线的多个部件的位置信息的应用，诸如测量在相同储罐中具有不同密度的流体的位置的液位传感器。
[0007]然而，当由位置磁体106生成的磁场110随时间而劣化时，可能会出现问题，这减小了响应于询问脉冲112而生成的波导104中的扭曲。当波导104与传感器元件头102之间的连接(例如，胶)随时间而劣化时，会出现另一问题。这两种劣化效应都减少了返回到传感器元件头102的信号，这最终使得传感器100不能精确检测位置磁体106的位置。结果是传感器100可能意外失效，这可能不尽人意。因此，期望缓解与磁致伸缩传感器可能发生的意外故障相关联的风险，并且动态补偿传感器100中可能随时间而发生的改变。

技术实现思路

[0008]在一个方面中，提供了一种用于动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的系统。该
系统包括控制器，该控制器被配置为从磁致伸缩位置传感器接收电信号，该电信号包括响应脉冲；标识工厂校准数据，该工厂校准数据使在沿着磁致伸缩位置传感器的长度的位置磁体的不同位置处、从磁致伸缩位置传感器接收的响应脉冲的幅度的初始记录值相关；基于工厂校准数据来标识响应脉冲的初始幅度；计算响应脉冲的初始幅度和幅度之间的差异；确定该差异是否大于阈值；以及响应于确定该差异大于阈值而生成警报。
[0009]在另一方面中，提供了一种用于动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的方法。该方法包括：从磁致伸缩位置传感器接收电信号，该电信号包括响应脉冲；标识工厂校准数据，该工厂校准数据使在沿着磁致伸缩位置传感器的长度的位置磁体的不同位置处、从磁致伸缩位置传感器接收的响应脉冲的幅度的初始记录值相关；基于工厂校准数据来标识响应脉冲的初始幅度；计算响应脉冲的初始幅度和幅度之间的差异；确定该差异是否大于阈值；以及响应于确定该差异大于阈值而生成警报。
[0010]在又一方面中，提供了一种非暂态计算机可读介质，包括经编程指令。该经编程指令当由处理器执行时，指导处理器从磁致伸缩位置传感器接收电信号，该电信号包括响应脉冲；标识工厂校准数据，该工厂校准数据使在沿着磁致伸缩位置传感器的长度的位置磁体的不同位置处、从磁致伸缩位置传感器接收的响应脉冲的幅度的初始记录值相关；基于工厂校准数据来标识响应脉冲的初始幅度；计算响应脉冲的初始幅度和幅度之间的差异；确定该差异是否大于阈值；以及响应于确定该差异大于阈值而生成警报。
附图说明
[0011]当参照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部分，其中
[0012]图1描绘了已知磁致伸缩位置传感器。
[0013]图2是示例性实施例中用于动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的系统的框图。
[0014]图3是示例性实施例中动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的方法。
[0015]图4描绘了示例性实施例中的校准过程期间的磁致伸缩位置传感器。
[0016]图5描绘了示例性实施例中从磁致伸缩位置传感器接收的电信号和响应脉冲。
[0017]图6描绘了示例性实施例中的动态调整过程。
[0018]除非另外指明，否则本文中所提供的附图旨在说明本专利技术的实施例的特征。这些特征被认为可应用于包括本专利技术的一个或多个实施例的广泛多种系统中。因此，附图并不意味着包括本领域普通技术人员已知的用于实践本文中所公开的实施例所需的所有常规特征。
具体实施方式
[0019]在以下说明书和权利要求书中，参考若干个术语，这些术语应当被定义为具有以下含义。
[0020]除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。
[0021]“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。
[0022]在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以适用于修饰可能以准许方式
变化而不导致与其有关的基本功能改变的任何定量表示。因而，由诸如“约”、“大约”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度。在本文中和整个说明书和权利要求书中，可以组合和/或互换范围限制，除非上下文或语言另有说明，否则这样的范围被标识并且包括其中包含的所有子范围。
[0023]如本文中所使用的，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语(例如，“处理设备”、“计算设备”和“控制器”)不仅限于现有技术中被称为计算机的那些集成电路，还广泛是指微控制器、微型计算机、模拟计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)和其他可编程电路，并且在本文中可互换地使用这些术语。在本文中所描述的实施例中，“存储器”可以包括但不限于诸如随机存取存储器(RAM)之类的计算机可读介质、诸如闪存之类的计算机可读非易失性介质。可替代地，还可以使用软盘、压缩盘
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的系统，所述系统包括：控制器，被配置为：从所述磁致伸缩位置传感器接收电信号，所述电信号包括响应脉冲；标识工厂校准数据，所述工厂校准数据使在沿着所述磁致伸缩位置传感器的长度的位置磁体的不同位置处、从所述磁致伸缩位置传感器接收的响应脉冲的幅度的初始记录值相关；基于所述工厂校准数据来标识所述响应脉冲的初始幅度；计算所述响应脉冲的幅度和所述初始幅度之间的差异；确定所述差异是否大于阈值；以及响应于确定所述差异大于所述阈值而生成警报。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：响应于确定所述差异大于所述阈值而放大所述电信号。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：计算响应脉冲的幅度在所述磁致伸缩位置传感器的所述长度上的变化率；确定所述变化率是否大于目标变化率；以及响应于确定所述变化率大于所述目标变化率而生成所述警报。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：响应于确定所述差异大于所述阈值而生成时间戳；基于所述时间戳和与所述工厂校准数据一起生成的初始时间戳，来计算所述差异的变化率；确定所述差异的所述变化率大于目标变化率；以及响应于确定所述变化率大于所述目标变化率，生成警报，所述警报指示以下项中的至少一项：调度所述磁致伸缩位置传感器的维护和所述磁致伸缩位置传感器的未决故障。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：测量所述电信号中噪声的峰值幅度；确定所述噪声的所述峰值幅度与所述响应脉冲的所述幅度之间的差异；确定所述差异是否小于阈值量；以及响应于确定所述差异小于所述阈值量，修改比较值，所述比较值用于标识所述电信号中的所述响应脉冲。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述工厂校准数据包括响应于询问脉冲而由所述磁致伸缩位置传感器生成的电信号的初始信噪比，以及所述控制器还被配置为：测量所述电信号的信噪比；基于所述工厂校准数据来标识所述初始信噪比；
计算所测量的所述信噪比与所述初始信噪比之间的差异；确定所述差异是否小于目标信噪比；以及响应于确定所述差异小于所述目标信噪比而生成所述警报。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：测量所述电信号中的噪声的峰值幅度；计算所述电信号中的所述噪声的幅度的总和；计算所述噪声的所述峰值幅度与所述噪声的所述幅度的所述总和的比例；确定所述比例是否大于阈值比例；以及响应于确定所述比例大于所述阈值比例，修改比较值，所述比较值用于标识所述电信号中的所述响应脉冲。8.一种用于动态调整磁致伸缩位置传感器的操作的方法，所述方法包括：从所述磁致伸缩位置传感器接收电信号，所述电信号包括响应脉冲；标识工厂校准数据，所述工厂校准数据使在沿着所述磁致伸缩位置传感...

【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：