[发明专利]噪声检测和避免

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2010年8月11日提交的美国临时专利申请No.61/372,637的优先权，其全部内容并入此处以供参考。

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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。

发明内容

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24相连。变送器10还被示作与过程控制环路26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26，或者除了过程控制环路26还连接至无线传输连接。在一个实施例中，过程控制环路26给变送器10提供功率。处理器14通过过程控制环路26来发送信息，也通过过程控制环路26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26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26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。