一种工业过程变送器包括感测系统和变送器电子器件。感测系统在某一范围上感测过程变量。变送器电子器件与感测系统相连，并产生缩放的模拟通信信号，以通过模拟回路传送过程变量。变送器电子器件将该范围不均匀地分布在刻度上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及工业过程变送器的输出。更具体地，本技术涉及利用模拟信号进行通信的变送器。
技术介绍
过程仪表用于监视过程变量，例如在工业过程中使用的过程流体的压力、温度、流量及水位。例如，在工业生产设施中，一般在多个位置处采用过程变送器来监视沿各条生产线的多个过程变量。过程变送器包括传感器，用于响应于过程中的物理变化而产生电信号。 例如，压力变送器包括压力换能器，用于根据(例如供水管道、化学槽等中的)过程流体的压力产生电信号。压力变送器一般还包括变送器电子器件，用于接收并处理传感器信号，以便能够远程监视变送器和过程。被远程监视的变送器包括用于通过控制回路或网络将电输出传送至诸如控制室之类的中央监视位置的电子器件。在这样的配置下，可以通过在过程控制系统和控制回路中包括自动开关、阀门、泵及其他类似元件而从控制室调节该过程。变送器技术的发展已经迅速增加了变送器能够产生的信息量。具体地，变送器可以配备有多个传感器，用于测量多个过程变量输入或单个过程变量的更宽的范围。例如， 变送器可以配备有多个如Broden等人的美国专利No. 5，495，769、Rud, Jr等人的美国专利No. 6，047，244、以及Schulte等人的美国专利No. 7，467，555中所描述的压力传感器，以上所有专利都被转让给了明尼苏达州Eden Prairie市的Rosemount公司。类似地，通信技术已经发展到了允许在变送器与控制室之间传送更多信息和数据。例如，诸如HART或 F0UNDATI0NTM现场总线之类的数字网络协议允许通过公共数字通信总线传送来自多个传感器和多个变送器的数据。许多现有的控制系统被配置为使用模拟控制回路进行操作。许多用户喜欢数字通信的优点，但不能调整升级设备和培训员工的成本。典型的模拟控制回路在变送器与控制室之间采取4mA到20mA信号形式传送表示测量到的过程变量的输出。对于具有宽测距传感器或双范围传感器的变送器，例如在先前所提及的Rud，Jr.的专利中所描述的变送器， 传感器的整个测量范围沿着模拟信号均衡地分布。这减小了沿整个信号上的变送器输出的分辨率，使得传感器范围内的特定的令人感兴趣区域中的可用信息变少。因此，需要增大先进变送器与模拟控制回路的兼容性。具体地，需要从操作于模拟控制回路上的变送器获得更多fe息
技术实现思路
本技术涉及模拟输出信号，所述模拟输出信号表示工业过程变送器所产生的测量到的过程变量。一种工业过程变送器包括感测系统和变送器电子器件。感测系统感测某一范围上的过程变量。变送器电子器件与感测系统相连，并产生刻度化的模拟通信信号。 通过模拟控制回路传送该过程变量的变送器电子器件不按刻度(scale)均勻分布所述范围。附图说明图1示出了过程控制系统，该过程控制系统具有与过程流体源和控制室相连的过程变送器。图2是图1的过程变送器的示意侧视图，示出了通过利用可缩放的(scalable)可调范围的通信协议进行操作的变送器电子器件。图3A示出了过程条件的正常范围和扩展范围被不均勻地分布在模拟通信信号刻度上的图。图;3B示出了过程条件的正常范围和异常范围被不均勻地分布在模拟通信信号刻度上的图。图3C示出了过程条件的正常范围、扩展范围和异常范围被不均勻地分布在模拟通信信号刻度上的图。图4是示出了对具有可缩放的可调范围的变送器信号的处理的框图。图5示出了对在针对多传感器压力变送器的三段线性(tri-linearly)分布的过程条件范围之间的拐点进行示意的曲线图。图6示出了对在针对单传感器压力变送器的三段线性分布的过程条件范围之间的拐点进行示意的曲线图。图7A示出了对针对单个传感器压力变送器的双段线性拐点进行示意的图。图7B示出了对针对包括反向范围的单个传感器压力变送器的三段线性拐点进行示意的图。图7C示出了对针对包括真空范围的单个传感器压力变送器的三段线性拐点进行示意的图。具体实施方式图1示出了本技术的过程控制系统10，过程控制系统10具有过程变送器12， 过程变送器12使用具有可缩放的可调范围的通信协议。过程控制系统10包括过程变送器 12、仪表显示器14、管道16和控制室18。控制室18利用控制回路20连接到变送器20，并且包括工作台22。工作台22包括用于与变送器12接口的多个组件，例如电源和通信接口。 过程变送器12与诸如管道16之类的过程源相连，以利用各种过程变量传感器来产生与过程流体F的过程变量(例如差压Δ P和温度T)相关的信号。过程变送器12可以包括多个压力传感器，压力传感器提供不同范围上的压力读取。类似地，过程变送器12可以包括温度传感器，温度传感器提供宽范围上的温度读取。针对每个传感器的输出范围，校准变送器 12。利用本技术的可缩放的可调范围技术，变送器12能够针对过程变量，通过模拟控制回路传送具有变化的分辨率等级的数据。5根据一个实施例，过程变送器12利用过程凸缘对、歧管(manifold) 26和脉冲管道 30耦合至管道16，过程流体F流经管道16。过程变送器12包括传感器模块34和传感器电子器件模块36。过程凸缘M将变送器12连接至歧管沈，这使得变送器12与过程流体F 隔离，以进行校准、测试和维护等。差压△ P是由基本元件40在过程流体F的流内产生的， 在所示出的实施例中，基本元件40包括孔板。孔板包括其直径小于管道16的直径的孔，用以产生限流。将孔板40的任一侧上的相对高的压力和相对低的压力通过脉冲管道30、歧管沈和凸缘M传达给传感器模块34。传感器模块34包括差压传感器以及一对绝对压力传感器，用于感测差压ΔΡ。模块34还包括用于感测温度T的温度传感器。传感器模块34 基于来自传感器的输出产生电信号，并将信号发送给变送器电子器件模块36。可以通过使用显示器14，本地地从变送器12获得信息。显示器14以不同分辨率显示与差压ΔΡ和温度T相关的信息。也可以在控制室18处远程地从变送器12获得信息。变送器12能够通过数字和模拟控制系统进行通信，以便以各种分辨率等级将数据发送给控制室18。变送器12配备有集成电子器件，使得电子器件模块36能够通过无线或有线网络与控制室18进行数字通信。在各个实施例中，过程变送器12能够通过 HART 、WirelessHART 或FOUNDATION 现场总线网络协议进行通信。这种数字通信协议允许以全分辨率将多个过程变量的数据从变送器12发送至控制室18。工作台22还使得控制室18能够利用模拟控制回路20从过程变送器12接收数据， 以及向过程变送器12发送数据。在一个实施例中，过程变送器12是操作于4mA至20mA回路的两线变送器。工作台22包括诸如数字处理器、视频显示器和键盘之类的组件，用于操作变送器12，并操控与ΔΡ和T有关的控制回路信号。利用可缩放的可调范围，变送器电子器件模块36包括被编程为将过程传感器数据的范围不均勻地分布在模拟通信信号的刻度上以实现可变数据分辨率的电路。图2示意性地示出了过程变送器12、传感器模块34和变送器电子器件模块36的一个实施例。传感器模块；34包括壳体52和基部M，在所述壳体52和基部M中布置了传感器板56、差压传感器58、隔离管60A和60B、以及隔离膜片62A和62B。变送器电子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·C·海德克，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：实用新型
国别省市：
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