[实用新型]具有可缩放的可调范围的变送器输出

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及由发明人D.Broden、R.Hedtke A.Klosinski和F.Sittler在与本申请同一日提出的题为“DIFFERENTIAL PRESSURE TRANSMITTER WITH COMPLIMENTARY DUAL ABSOLUTE PRESSURE SENSORS”的共同待审的申请。

技术领域

本实用新型涉及工业过程变送器的输出。更具体地，本实用新型涉及利用模拟信号进行通信的变送器。

背景技术

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FOUNDATIONTM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信息。

实用新型内容

本实用新型涉及模拟输出信号，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)均匀分布所述范围。

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匀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匀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匀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