噪声检测和避免制造技术

本发明专利技术涉及噪声检测和避免。提供了一种过程变量变送器，包括：传感器驱动控制器，输出用于驱动感测过程变量的传感器的传感器驱动信号。所述传感器驱动控制器改变所述传感器驱动信号的频率以避免出现噪声且可能与传感器信号发生干扰的频率和相关谐波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在过程控制和监视系统中使用的过程变量变送器。更具体地，本专利技术涉及检测过程噪声频率并调整传感器控制信号，从而将传感器控制信号频率移动到远离所检测到的噪声频率，以避免过程噪声所引发的错误。
技术介绍
过程变量变送器用于在过程控制或监视系统中测量过程参数。基于微处理器的变送器通常包括传感器；模数转换器，用于将传感器的输出转换成数字形式；微处理器，用于补偿数字化输出；以及输出电路，用于发送补偿后的输出。目前，这种发送通常通过过程控制环路(例如4-20mA控制环路)或以无线方式进行。由这种系统测量的一个示例参数是经过过程中的管子或管道的导电流体的体积流量。这可以例如使用磁流量计而进行。一种示例磁流量计包括管道，在管道的横截面的相对侧布置有线圈。线圈由来自变送器的线圈驱动电流通电，并沿着管道的横截面形成磁场。两个电极沿着与磁场垂直的线彼此横跨在管道上。流经管道的流体是导电的。由于导电流体移动经过磁场，因此在由电极检测到的流体中感应了电势或电动势(EMF)。这些类型的磁流量计通常布置在各种物质被添加至流经管道的、所感测和测量的流体流的过程中。例如，在一些纸处理轧机中，在纸过程中将硅石添加至流经管道的流体。 可以使用由可变频率驱动电动机控制的活塞泵将硅石添加至该过程，以控制添加至该过程的硅石的流量。活塞泵通常使用备选地连接至输入端口和输出端口的一组活塞进行操作。交替地，通过活塞的往复动作，通过入口端口来抽入要用泵抽的物质，然后通过出口端口来用泵抽出该物质。当使用这种类型的泵将物质添加至流经过程中的管道的流体时，该泵可以将与泵的操作速度相对应的压力调制添加至流。该压力调制可以由磁流量计来观察，并可以包含用于驱动磁流量计中的线圈的线圈驱动频率的奇次谐波处的显著能量。这可以导致在测量过程流量的测量输出信号中出现拍频。当然，由活塞泵引起的周期性噪声的这种类型的引入(与流量测量发生干扰)仅仅是可以与表示测量过程变量的测量输出信号发生干扰的周期性或间歇性噪声的一个示例来源。多种其他噪声源可以造成以类似方式与过程变量的测量发生干扰的噪声。例如， 举几个例子，类似类型的噪声可以由造成脉动压力、振动和外部电干扰的来源产生
技术实现思路
一种过程变量变送器，包括传感器驱动控制器，输出用于驱动感测过程变量的传感器的传感器驱动信号。所述传感器驱动控制器改变所述传感器驱动信号的频率，以避免出现噪声且可能与传感器信号发生干扰的频率和相关谐波。附图说明图1是与传感器和过程相连的过程变量变送器的简化框图。图2是磁流量计的一个实施例的简化部分示意图和部分框图。图3是示意了图1所示的系统的表征传感器驱动信号的操作的流程图。图4是示意了图1所示的系统的用于检测噪声的操作的一个实施例的流程图。图5是示意了图1所示的系统的用于修改传感器驱动信号以避免噪声频率的操作的一个实施例的流程图。具体实施例方式图1是根据一个实施例的变送器10的简化框图。在图1所示的实施例中，变送器 10包括模数(A/D)转换器12、处理器14、存储器16、噪声检测器18和线圈驱动控制器20。 变送器10被示作与流量传感器22和0个或更多个其他过程变量(PV)传感器M相连。变送器10还被示作与过程控制环路沈相连。当然，变送器10可以连接至无线传输连接以代替过程控制环路沈，或者除了过程控制环路沈还连接至无线传输连接。在一个实施例中， 过程控制环路沈给变送器10提供功率。处理器14通过过程控制环路沈来发送信息，也通过过程控制环路沈从其他电路或系统接收信息。作为示例，示意性地，过程控制环路沈可以是4-20mA过程控制环路，并可以使用合适的通信协议进行操作。其他示例格式包括 ModbuS、ProfibuS或Fieldbus。备选地，过程控制环路沈可以被无线连接所替代或者与无线连接一起使用，采用各种无线技术或配置对信息进行无线传输。示意性地，传感器22和M是从所感测的过程观接收输入的过程变量传感器。示意性地，传感器22是用于感测过程28中的流量的流量传感器，其他PV传感器M可以是多种其他传感器，如感测压力、温度、PH等的传感器。示意性地，传感器22和M向A/D转换器12提供了指示所感测的参数的模拟输出。传感器22和M可以是由不同频率处的各个传感器驱动信号驱动的传感器。这里讨论的实施例涉及在由传感器22输出的信号和由PV传感器M输出的信号中检测噪声，并改变用于驱动传感器的传感器驱动信号的频率，使得过程中的噪声的频率不与提供给变送器10的传感器信号的测量发生干扰。本说明书将在以下方面描述这一点控制由线圈驱动控制器20输出的线圈驱动信号的频率以驱动流量传感器22上的线圈。改变线圈驱动频率以使得由过程观以特定频率产生的噪声不与由流量传感器22输出的传感器信号发生干扰。当然，应当认识到，也可以以这种方式控制用于驱动其他传感器M的其他传感器驱动信号的频率，以便提高由这些传感器输出、由变送器10测量的传感器信号的精度。将关于通过活塞泵的往复运动在系统中引入噪声的示例实施例继续本讨论。这仅是示意性的，并且，也可以应用相同步骤来检测和避免其他噪声源。也就是说，图1示意了过程观示意性地具有由活塞泵32向其添加的物质30。例如，在过程观用于处理纸的情况下，示意性地，要添加至过程观的物质30可以是硅石。当然，许多种不同的过程可以由过程观来表示。在图1所示的具体实施例中，活塞泵32由驱动组件34驱动。例如，驱动组件34可以包括变量驱动控制器36，变量驱动控制器36驱动电动机38，最终驱动活塞泵32 以将物质30用泵抽入过程28中。在图1的虚线框中示出了线圈驱动控制器20和噪声检测器18，以指示它们可以是分离的组件或合并到处理器14内。在这里描述的实施例中，处理器14是具有相关存储器和时钟电路并通过过程控制环路沈提供与所感测的参数有关的信息的计算机微处理器。 当然，应当注意，处理器14可以包括输入/输出(I/O)电路，或者，可以分离地提供I/O电路，I/O电路通过控制流经环路沈的电流，在环路沈上以数字格式或者以模拟格式来发送信息。在任何情况下，变送器10通过过程控制环路沈来提供与所感测的参数有关的信息。如上所述，仅作为示例，将图1中的流量传感器22描述为感测流经过程观中的管道的导电流体的流量的磁流量计。图2是与包括流量传感器22在内的磁流量计相连的变送器10的部分示意部分框图。图2示出了变送器10连接至承载电流I和A/C供电线(未示出)的双线4-20mA通信环路。流量传感器22包括流量管子40、一对线圈42和44以及一对电极46和48。变送器10提供负载电流L以驱动与流量管子40相邻的线圈42和44。 这在流经管子40的流体中产生磁场。沿着与流体中的磁场大体垂直的线将电极46和48 安装在流量管子40中，以感测流体流量中感应的EMF。变送器10感测电极46和48之间的 EMF,并控制表示所感测的EMF的输出电流I，输出电流I进而与管子40中的流体流量成比例。变送器10可以使用多种不同的模拟或数字通信格式来发送该信息。在一个实施例中，线圈驱动控制器20包括晶体管桥电路，晶体管桥电路控制产生经过线圈42和44的交流负载电流L的恒定电流驱动。处理器14控制线圈驱动控制器20， 使得负载电流l·沿一个方向流经线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·D·罗弗纳，斯科特·R·福斯，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：