[发明专利]热电偶套管中的振动检测有效
申请号: | 201410095590.0 | 申请日: | 2014-03-14 |
公开(公告)号: | CN104048747B | 公开(公告)日: | 2021-05-28 |
发明(设计)人: | 劳伦·迈克尔·安格斯塔德;杰森·哈洛德·鲁德 | 申请(专利权)人: | 罗斯蒙特公司 |
主分类号: | G01H11/06 | 分类号: | G01H11/06;G01K7/026;G01K7/16 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 赵伟 |
地址: | 美国明*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 热电偶 套管 中的 振动 检测 | ||
一种传感器系统包括过程换能器、无动力振动传感器和过程变送器。所述过程换能器设置在热电偶套管内并且配置用于产生第一传感器信号。所述无动力振动传感器配置用于产生反映所述热电偶套管的振动的第二传感器信号。所述过程变送器配置用于接收、处理和发送所述第一和第二传感器信号。
技术领域
本发明通常涉及过程传感器系统,并且更具体地涉及用于工业过程监测系统中的流体传感器的热电偶套管传感器外壳。
背景技术
工业过程变送器和传感器组件用于感测流经导管或者包含在容器内的过程流体的各种特性,并且将与那些过程特性有关的信息发送至距所述过程测量位置远程设置的控制、监测和/或安全系统。每一个过程变送器均可以连接至一个或者多个传感器和/或致动器(actuator)组件。传感器组件可以感测许多过程参数,包括压力、温度、pH值或者流速。过程变送器典型地是经由传感器导线电连接的传感器组件,所述传感器导线用于发送基于电流或者电压的模拟传感器输出信号,所述模拟传感器输出信号反映(reflecting)至少一个这种过程参数。每一个变送器都读取这些传感器输出信号,并且将它们转换成所述过程参数的测量结果。最后,所述变送器将所述信息发送至所述控制系统。
用于感测过程流体温度和温度变化的传感器组件通常包括至少一个包封在延伸进入所述流体流的热电偶套管中的温度传感器。热电偶套管设计用于与过程流体物理接触,并且遮蔽所述温度传感器免受由与所述流体直接接触所造成的物理损伤(例如冲击、腐蚀等),同时有效地传导所述流体与所述温度传感器之间的热量。热电偶套管可靠性在过程监测中是至关重要的,因为已经破裂或者损坏的热电偶套管会允许有害过程流体的泄漏,并且使精密和/或昂贵的传感器暴露于过程流体。严重的热电偶套管损伤会使热电偶套管脱离(detach),可能对下游设备造成进一步损坏。
振动是损坏热电偶套管和所封闭的温度传感器的主要原因,实现振动衰减和预防对过程流体中传感器组件的持续操作是关键的。过程流在热电偶套管上的撞击(impingement)经由涡流在所述过程流体中造成湍流(turbulence)。这种湍流具有由多个因素确定的特征唤醒频率fw,所述因素包括所述热电偶套管的几何尺寸和所述过程流体的条件和流速。当唤醒频率fw接近所述热电偶套管的自然谐振频率fr时,涡流会造成有害的热电偶套管振动。因此,经常利用预计的唤醒频率fw设计热电偶套管,以避免fw=fr谐振条件。然而,在热电偶套管的生命周期内,过程条件的变化会造成fw和/或fr的移动,增加了谐振条件的可能性。
发明内容
本发明涉及包括过程换能器、无动力振动传感器和过程变送器的传感器系统。所述过程换能器设置在热电偶套管内并且配置用于产生第一传感器信号。所述无动力振动传感器配置用于产生反映所述热电偶套管振动的第二传感器信号。所述过程变送器配置用于接收、处理和发送所述第一和第二传感器信号。
附图说明
图1是根据本发明的过程监测或者控制系统的简化图。
图2是用于图1的过程监测和控制系统的能量采集振动换能器的电路图。
图3是电压对频率的曲线,阐释了在图2的能量采集振动传感器的谐振频率下振动的效果。
具体实施方式
图1是过程系统10(用于监测和/或激励工业流体过程的系统)的一个实施例的简化剖视图。在所描述的实施例中,过程系统10包括过程变送器12、过程管线14(具有凸缘连接16)、热电偶套管18、过程换能器20、延伸件22、振动传感器24和控制或者监测系统26。
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