[发明专利]用于监控自动化技术的测量装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监控自动化技术的测量装置的方法，其中该测量装置具有电 容式传感器，其中该电容式传感器具有至少一个电容器，并且其中该至少一个电容器被应 用于确定或者监控过程变量。此外，本发明涉及一种设备，所述设备用于执行用于监控工作 的测量装置的能力的方法。

背景技术

在过程和自动化技术中，通常采用用于记录和/或影响过程变量的现场装置。用于 记录过程变量的是测量装置，诸如料位测量装置、流量测量装置、压力和温度测量装置、pH 测量装置、传导性测量装置等等，它们分别记录相应的测量变量、料位、流量、压力、温度、pH 值和传导性。用于影响过程变量的是致动器，诸如阀门或者泵，例如能够通过阀门或者泵改 变管道中的液体流量或者容器中的介质的料位。原则上，靠近过程应用的，并且传输或者处 理过程相关信息的所有装置都被称为现场装置。可从恩德斯豪斯(Endress+Hauser)公司的 多个部门获得大量的这些现场装置。因而结合本发明，术语“现场装置”包括所有类型的测 量装置和致动器。此外，术语“现场装置”也包括例如网关、无线电适配器或者集成/可集成 在总线系统中的其它总线参与部分。

许多工业工厂中的使用范围条件恶劣，所以现场装置可能经历非常高的负荷。在 工业工厂筹划期间，应仔细地考虑将被应用的现场装置的负荷能力。在这种情况下，主要关 注的不仅是现场装置本身的耐久性，而且也关注集成在现场装置中的测量技术的可靠性和 功能性能力。诸如寿命、自监控和预测性维护的主题在这里起重要作用。这些考虑事项对被 应用于记录过程变量的测量装置尤其重要。

例如，应用涡流测量装置以记录测量管中的介质的流速。为了防止负面结果，在涡 流测量装置中应用的测量技术必须传输可靠的测量值，并且必须有故障保护。在其中致动 器基于测量装置记录的过程变量而影响同一过程变量或者另一过程变量的工厂中，当致动 器基于不可靠的测量值工作时，能够导致相当大的损害。在这一点上，漩涡流量测量装置不 仅必须工作，而且必须可靠地工作，在工厂中尤其如此，诸如蒸汽发电厂，在蒸汽发电厂中 管线为部分高压管线，尤其是这些管线容纳被加热至高温的介质。

将在下文中进一步提出涡流测量装置的示例。在正常情况下，涡流测量装置由测 量管组成，所述测量管具有布置在该测量管中的阻流体(abluffbody)。假设介质或介质流 满足特定条件，漩涡形成在流经该阻流体的介质中。

在这方面起重要作用的是雷诺数。雷诺数是无量纲变量，其描述了流体系统的惯 性力和粘性力之间的比例。当系统的雷诺数位于特定区域时，就在流经测量管中的阻流体 的介质中形成漩涡。漩涡是这样的，即它们形成所谓的卡门涡街。漩涡从阻流体的第一侧的 表面并且从阻流体的第二侧的表面交替地流出。漩涡随它们从其中流出的侧面不同而具有 不同的旋转方向。漩涡始终以彼此相等的间隔流出。这意味着漩涡流出的频率仅受流动介 质的流速变化影响。因而，漩涡流出频率直接取决于流速。

记录漩涡流出频率的测量装置具有传感器系统，或者记录作为漩涡形成的结果的 压力波动的测量技术具有传感器系统。已知一种传感器系统，具有电容式传感器和叶片。叶 片突出到测量管中，并且在漩涡的影响下从一侧移动至另一侧。通过电容变化记录横向运 动。至少一个电容器被布置在腔室内，以记录变容变化，其中腔室被与过程密封隔开。叶片 的运动经由膜或者膜片而传递给这种腔室内的可移动元件。膜用于将空间与过程密封隔 开，并且用于记录过程压力。

用于记录过程变量的测量装置通常配备有密封件。密封件用于将测量装置的电、 电子以及机械组件和源自过程和/或环境的湿气阻断。如果密封件有缺陷，则湿气能够剧烈 地影响工作的测量装置的能力。例如，涡流测量装置中的膜能够在高负荷的情况下裂开，或 者能够在膜中形成小裂缝。因而，在自动化工厂中，能够发生工厂中的阀门太快地开启或者 闭合的情况。作为其结果，在管道中形成能够引起相当大的损害的压力波。此外，涡流测量 装置的膜能够受损，其中损伤能够包括小开口/裂缝，所以介质能够穿透其中进入内部。穿 透的湿气能够引起电和/或电子组件短路，或者经过更长时段导致腐蚀。