检测电磁流量计内较差的过程地线连接的系统技术方案

公开了一种现场设备(100)，包括耦合至过程流体(128)的电极对(138，140)和诊断电路(156)，诊断电路耦合至电极对(138，140)，以监视共模信号。诊断电路(156)适用于基于与共模信号相关联的线路噪声来检测与电极对(138，140)中的至少一个电极相关联的较差地线连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于检测较差的过程地线连接的系统，更具体地但是并不是局限性地，涉及用于检测诸如磁流量计的工业过程监视现场设备内的较差地线连接的系统。
技术介绍
现场设备用于工业过程监视和/或控制系统，以监视与特定过程相关联的过程参数。这种过程参数可以包括流体压力、流体流速、流体温度、其它过程变量或其组合。磁流量器是用于在导电过程流体在耦合至管道的流管内流动时测量导电过程流体的流体流速的现场设备。特定的磁流量计包括电磁体和电极。根据法拉第电磁感应定律， 电磁体用于向流管内的过程流体施加磁场，以在过程流体中感生电动势(EMF)，该EMF与流速成正比。电极位于流管中，与流动的过程流体电接触，以感测EMF。在特定实施例中，流量器使用连接在电极两端的放大器放大EMF信号，并且使用模数转换器(ADC)来量化放大器的输出，以产生与流体流速有关的数据值，来测量EMF。在特定示例中，相对于信号地线来测量EMF，信号地线依赖于过程流体。可以使用过程流体的电势作为参考，该参考并不一定表示大地地线连接。过程以磁流量器和相关联的变送器电路作为参考来提供稳定的读数。经由流管和过程之间的电连接来建立该过程或地线连接。地线连接可以使用捆绑在流管上的环形地线、直接连接到流管的接地电极、流管与相邻的导线管线之间的金属带、另一地线连接或其组合来建立。在特定实施例中，大地地线可以提供低噪声参考，并且电子安全代码通常需要大地地线。然而，较差的地线连接可能导致过程测量出错。
技术实现思路
在特定实施例中，公开了一种现场设备，包括耦合到过程流体的电极对和耦合到电极对以监视共模信号的诊断电路。诊断电路适用于基于与共模信号相关联的线路噪声， 来测量与电极对中的至少一个电极相关联的较差地线连接。在另一特定实施例中，公开了一种磁流量器，用于测量管线中流体的流速。该磁流量器包括适用于耦合至承载流体的管线的流管、位于流管附近以在流体中感生电动势 (EMF)的磁线圈、以及位于管线内的至少两个电极，所述至少两个电极与流管电绝缘且彼此电绝缘。该磁流量计还包括测量电路，所述测量电路耦合至所述至少两个电极，且适用于根据感生的EMF来测量流速，并且该磁流量计包括耦合至所述至少两个电极以监视共模信号的诊断电路。诊断电路适用于在与共模信号相关联的线路噪声超过噪声阈值时检测到较差地线电连接。附图说明图1是包括用于检测较差地线连接的系统的磁流量计的特定示意实施例的图；图2是耦合至用于检测较差地线连接的系统的磁流量计的特定示意实施例的图3是如图2所示磁流量计的磁流量计系统的特定示意实施例的图，一部分以横截面示出，该磁流量计系统包括具有检测较差地线练级的电路的变送器；图4是具有较差地线连接的磁流量计的特定实施例的共模信号的原始计数相对于时间的图；图5是具有较差地线连接的磁流量计的特定实施例的差模信号的原始计数相对于时间的图；图6是检测现场设备的较差地线连接的方法的特定示意实施例的流程图。 具体实施例方式磁流量计和其它现场设备使用到导电过程流体的地线连接来提供精确的过程测量。如果不存在正确的地线连接，则在磁流量计的电极处感测的压差信号会例如经受来自周围过程环境的线路噪声，例如在约50至60HZ的频率范围内的噪声信号。这种差分噪声信号会干扰流速测量，导致较大的测量可变性。在特定实施例中，可以根据下式来确定压差VDiff = L+V^w-(V2+VN。ise2) (等式 1)如果噪声电压信号(VNoisel和VNoise2)之间的差大于诊断噪声阈值或限值，提供诊断电路，该诊断电路适用于产生与地线/布线故障有关的警报。此外，较差的过程地线连接会导致干扰电极电压信号的共模电压线路噪声。在特定实施例中，共模电压线路噪声普遍存在于从约50至60Hz的频率范围内。应该理解，线路噪声可能受到环境过程噪声和震动、附近的射频信号、其它噪声源或其任意组合的影响。共模线路噪声会不利地影响放大电路，例如使与现场设备相关联的放大器在电极电压信号的共模电压部分超过当前限值的情况下进入饱和状态V1和V2)的上限和下限。饱和点可以根据下式来确定Vsat = N^oisel (等式 2)Vsat = V2+VNoise2 (等式 3)放大器饱和常会将差分测量曲解为较低的值，这会将变送器所检测的差分线路噪声限制到现有线路噪声诊断不会报告地线/布线故障状态的程度。不利地，如果降低了差分测量，则差模线路噪声会不足以检测较差的地线电连接。在特定实施例中，提供了一种磁流量器，包括诊断电路，该诊断电路耦合至磁流量计的流管内的电极。该诊断电路适用于检查共模电极信号(以及可选地差模电极信号)的线路噪声幅度，以检测较差或较差的地线连接。通过检查共模电压线路噪声，即使在差模电极信号相对较小(未大到足以检测较差的地线电连接)的情况下也能够检测到较差的地线电连接。在特定示例中，除了差分线路噪声之外，诊断电路适用于还监视与共模电极电压相关联的线路噪声。在特定实施例中，共模线路噪声提供了对较差或较差过程地线连接的存在性的更好的指示。在一个示例中，可能存在足以使放大器饱和的共模线路噪声，但是可能存在非常小的差分线路噪声。图1是包括用于检测较差地线电连接的系统的磁流量计100的特定示意实施例的图。磁流量计100包括电极电路146和诊断电路122，诊断电路122可以感测与电极电路 146相关联的较差地线连接，并在检测到较差地线电连接时经由输出线路152和巧4中的至少一个向控制系统、显示设备、变送器或其任意组合提供指示。磁流量计100包括流管124，流管IM具有绝缘管或管线126，绝缘管或管线1 适用于承载耦合至电地线130的流动的液体128。液体1 接地通常是通过液体128与附着到流管124的金属管之间的接触实现的。流管IM包括电磁体132。电磁体132包括线圈134和示意性示出为136的磁回路或核心。此外，流管1 包括第一和第二电极138和 140以及电极引线142和144，这些元件形成了电极电路146。在特定实施例中，电极电路146还可以包括第一和第二放大器148和150。在特定示例中，第一和第二放大器148和150是单位增益缓冲器(有时成为阻抗转换器)，具有极高阻抗、低泄漏输入和低阻抗输出。第一和第二放大器148和150复制对应放大器输出处电极138和140的电极电压，并使电极138和140与连接到第一和第二放大器148和150 的输出的负载绝缘。第一和第二放大器148和150可以耦合至流管124，或位于与磁流量计 100相关联的外壳内，这取决于特定的实现。诊断电路122包括模数转换器(ADC) 160，模数转换器(ADC) 160经由第一和第二放大器148和150耦合至电极电路146，并耦合至电地线130。ADC 160适用于产生与第一和第二放大器148和150的输出有关的输出信号，并将输出信号提供给处理器系统156，处理器系统156耦合至线圈驱动器151并耦合至输出152和154，输出152和巧4可耦合至环路布线以接收功率并传送数据。线圈驱动器151可以由处理器系统156控制以将信号施加于线圈134。在特定实施例中，线圈驱动器151向电磁体132施加近似的方波驱动或激励电流，并且对应的电极电势也近似为方波，包括在电流感生的EMF本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种现场设备，包括：耦合至过程流体的电极对；以及耦合至所述电极对的诊断电路，以监视共模信号，并适用于基于与共模信号相关联的线路噪声而检测与电极对中至少一个电极相关联的较差地线连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·R·弗斯，威廉姆·G·托特哈根，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US