CN101099083B

CN101099083B - 用于检测隔膜破裂或变薄的诊断系统

Info

Publication number: CN101099083B
Application number: CN200580046260.1A
Authority: CN
Inventors: 威廉姆·托马斯·安德森; 克里斯托弗·阿什利·韦尔斯
Original assignee: Rosemount Inc
Current assignee: Rosemount Inc
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: RU2397484C2; CN101099083A; RU2007130123A; US7295131B2; EP1834174B1; JP5398990B2; WO2006073752A1; JP2008527347A; US20060152380A1; EP1834174A1

Abstract

一种用于工业现场设备中的隔膜诊断系统(500)具有隔膜(502)和诊断部件。隔膜(502)配置用于把现场设备与过程流体相连，并具有多个层。将多个层中的第一层(506)暴露给工业生产过程的过程流体。诊断部件与隔膜(502)相连，以监测隔膜(502)的电参数，并基于所监测的电参数的变化而有所响应地推断隔膜(502)的操作状态。

Description

用于检测隔膜破裂或变薄的诊断系统

技术领域

本发明涉及工业过程仪器中使用的隔膜，更具体地，本发明涉及一种用于检测隔膜破裂或变薄的诊断系统。

背景技术

许多工业仪器包括与工业生产过程相结合的隔膜元件，该隔膜元件用于测量过程参数。例如，一些压力传送器包括与工业生产过程相结合的隔离隔膜。可以根据响应压力而产生的隔膜偏转，直接从隔膜进行压力测量；或可以由通过充满流体的毛细管与隔离隔膜相连的远程压力感测器间接地进行压力测量。隔膜的破裂或变薄将会改变测量读数，和/或允许过程流体(process fluid)从工业生产过程中漏出。另外，来自充满流体的毛细管的填充流体可能会通过隔离隔膜中的破裂而漏出，从而污染了生产过程。

传统上，一种用于检测远程压力感测器的隔离隔膜破裂的技术使用延伸入流体填充的引线。与引线相连的测量设备适于检测两条电线之间的电阻的变化。如果导电的过程流体流过隔离隔膜的破裂处，那么引线之间的电阻发生变化，从而指示破裂。另一种技术是监测传送器测量中的突然变化，这可以指示破裂。然而，这些技术仅在破裂已经发生之后、以及潜在地，在填充流体已经泄露到生产过程中之后才识别出隔膜的破裂。

技术领域中存在对变薄的或破裂的隔膜进行实时检测的持续需求。本发明的实施例提供了针对这些问题的解决方案，并提供了超越传统诊断系统的优点。

发明内容

用于工业现场设备中的隔膜诊断系统具有隔膜和诊断部件。隔膜把现场设备与过程流体相连，并具有多个层。将多个层中的第一层暴露给工业生产过程的过程流体。诊断部件与隔膜相连，以监测隔膜的电参数，并基于所监测的电参数的变化而有所响应地推断隔膜的操作状态。

附图说明

图1是根据本发明实施例的具有隔离隔膜的过程传送器的简化示意图。

图2是图1中的隔离隔膜的放大简化截面图。

图3是图2中的隔离隔膜的放大截面图，该隔离隔膜适用于根据本发明实施例用于隔膜变薄或破裂的电子检测。

图4是根据本发明实施例用于推断隔离隔膜操作状态的过程的简化流程图。

图5是根据本发明实施例的电子诊断系统的简化框图。

图6是根据本发明实施例在由过程流体造成腐蚀或变薄之后的电子诊断系统的简化框图。

图7是根据本发明实施例的电子诊断系统的可选实施例的简化框图。

图8是根据本发明实施例的电子诊断系统的可选实施例的简化框图。

图9A是根据本发明实施例的电子隔膜诊断系统的简化截面图，该系统适于检测涡流流量计的薄壁部分的变薄或破裂。

图9B是图9A中的涡流流量计的薄壁部分的扩展截面图。

具体实施方式

图1是根据本发明实施例的具有破裂检测部件的工业过程传送器的简化示意图。系统100包括通过通信链路106与控制中心104在通信上相连的传送器102，通信链路106可以是有线链路或无线链路。通信链路106把位于传送器102外壳内的电子设备与控制中心104中的监测和控制系统相连。

另外，传送器102的基底部分108通过焊接定位桩(weld spud)112与工业生产过程容器壁110相连，其中焊接定位桩112被焊接至容器壁110的焊接结合点114处。传送器102可与焊接定位桩112以螺纹相连，从而隔离隔膜116经由容器壁110中的开口118而直接暴露给容器内的过程流体。

图2是图1传送器102的基底部分108的放大截面图。通过焊接定位桩112把基底部分108安装于容器壁110，其中焊接定位桩112附加到容器壁110的焊接结合点114处。隔离隔膜116的一侧通过容器壁110中的开口118直接暴露给过程流体，而另一侧暴露给流体填充腔122内的流体填充材料120。典型地，过程流体对隔离隔膜116压力的变化通过腔122内的流体填充120而解译给远程压力感测器(未示出)，所述远程压力感测器通过流体填充毛细管(capillary)124与隔离隔膜116相连。

隔离隔膜116是多层电容性结构(图3详细示出)。通常，多层隔离隔膜116足够的薄和柔软，以响应过程流体压力而发生偏转。多层隔膜116与位于传送器外壳内的电子设备相连，并适于根据本发明实施例而提供电破裂指示。

图3是根据本发明实施例的隔离隔膜结构300一部分的放大视图。应当理解的是，图3中的隔离隔膜结构300未按比例绘制，而是进行了夸大以便进行说明。

隔离隔膜结构300包括具有液体填充腔304的传送器302和隔离隔膜结构306。隔离隔膜结构306是多层结构，包括第一导电层308和第二导电层310，它们由电介质材料312来分离，其中电介质材料优选为固体电介质材料。

优选地，第一导电层308具有直接暴露给过程流体的表面314(湿表面)。典型地，第一导电层308与过程导管(管道或容器)电连接，而过程导管又与电气地316相连。第二导电层310具有一个或多个引线318，用于测量电容的变化或隔膜结构306的复阻抗的变化。

通常，电容是电荷与电压电势的比率。在并联平板电容器(本发明所预想的一种电容器)中，根据如下方程来确定电容：

C = \frac{ϵ_{0} A}{d}

其中，ε₀是介电常数(电介质常数)，A表示平板的面积，而d表示两个平板之间的距离。例如在本发明的优选实施例中，如果电介质由固体材料形成，则距离(d)和电介质常数(ε₀)实质上保持恒定。然而，如果平板的面积(A)发生变化(例如由于腐蚀或磨损)，则电容发生变化。因此，如果流过管道的非导电材料对第一导电平板308产生腐蚀，那么第一导电平板308的面积(A)发生变化，从而导致隔离隔膜306的电容出现可测量的变化。隔离隔膜306电容的变化可以提供隔离隔膜306需要维修或更换的指示。

如果管道内的过程流体是非导电的或具有非浓缩气态形式(或者如果过程管道是空的，例如当系统关闭时)，则通过监测第二导电层310相对于第一导电层308(或相对于电气地)的电容，可以推断出第一导电层308的破裂或变薄的检测(如上所述)。通常，本发明的系统300具有诊断部件(图5中所示)，该诊断部件适于在电容性隔膜306的一个或多个层上安排电压或信号，并适于对变化进行测量。例如，在一个实施例中，电压被施加到电容性隔膜306的两端，并对时间常数进行估计以确定电容。如果电压是周期性的，例如阶跃电压信号，则可以根据输出信号的时间常数的变化而检测电容的变化。在这个实施例中，系统300适于基于隔膜306所测量的电容来检测第一导电层308由于磨损或腐蚀而引起的变薄。

然而，在多种情况下，过程流体是导电的，以及可能不能通过直接测量电容而检测第一导电层308的腐蚀。具体地，工业生产过程的过程流体可以填充第一导电层308中的任何孔或破裂，从而保持了明显一致的表面积，使得隔离隔膜306的电容不会可察觉地变化。然而，可以从跨接在第二导电层310上的复阻抗的所测量的变化中推断出腐蚀。例如，用于估计电容状态的等式可能与以下等式类似：

Z = \frac{V_{m}}{I_{m}} e^{- jθ}

其中，Z表示电压大小与电流大小的比率乘以指数，所述指数包括实部和虚部。给定第一导电平板308面积的变化，即使过程流体是导电的，跨接于并联平板电容器(隔离隔膜结构306)的阻抗也可以随着时间而改变。检测电路(例如，图5中的信号分析系统514)可以和第一导电平板308以及第二导电平板310相连，以测量电容性隔膜306的电参数，例如复阻抗、电抗或其它电参数。通过利用随时间而变化的信号(或包含频率范围的信号)对第二导电平板进行扫描，可以使用电参数中一个或多个的变化来推断第一导电层的状态。

在一个实施例中，电介质材料312包括多孔材料，从而如果过程流体腐蚀穿过第一导电层308，则过程流体经过电介质材料312，使第二导电层310与地发生短路。利用多孔电介质，可以通过隔膜306的一个或多个电参数的突然变化来检测第一导电层308的故障。在另一个实施例中，可以选择电介质材料312进行腐蚀以允许过程流体流入，从而与第二导电层310接触，并使第二导电层310与地发生短路。如果选择电介质材料312是多孔或可腐蚀的，则第二导电层310可以被构造为实质上扩展至电介质层312的全部区域(如模型中所示)。另外，非导电密封320(模型中所示)可以安排在第二导电层310与传送器302之间，用于防止过程流体泄露到第二导电层310，以及将第二导电层310与传送器302的壁进行电隔离。

在一些实例中，过程流体可以是挥发性的，以及为了固有的安全原因，电容性隔膜306可以适于防止火花或放电进入泄露的过程流体。例如，限压器件可以和电容器相连，以限制电容器的电压电势，从而防止挥发性过程流体被火花或电势能的放电而点燃。

图4是用于从所测量的电参数中推断隔膜的变薄或破裂的过程的简化流程图。利用随时间而变化的信号对电容性隔膜进行扫描(块400)。当施加随时间而变化的信号时，测量电容性隔膜的一个或多个电参数(块402)。把所测量的电参数与所存储的基准值进行比较(块404)。如果测量值与基准值相比改变了大于预定界限(块406)，则可以基于这个改变而推断出隔膜的破裂或变薄(块408)。如果测量值与基准值相比的改变不大于预定界限(块406)，则重复执行步骤400和后续步骤。

通常，所测量的电参数可以是电容，或可以是任意数目的复电参数(例如阻抗、电抗、导纳等)。如果根据对于所存储的基准值的改变而推断出变薄或破裂，则可以产生用于指示推断出的电容性隔膜操作状态的警报信号，并把该信号发送至控制中心。应当理解的是，操作状态的范围可以是从无操作或非操作状态至完全操作状态。此外，应当理解的是，所述改变的大小或程度可以指示对电容性隔膜的腐蚀、磨损或损害的程度。可选地，取决于哪些电参数与基准测量不同，所述改变的程度可以指示腐蚀、磨损或损害的类型(例如蚀损斑、裂缝、均匀磨损、腐蚀等)。有裂缝的或完全破裂的隔膜可以被检测为开路或无限阻抗，而对于基准值的改变可以指示隔离隔膜的恶化状态。

在一个实施例中，由控制中心触发扫描信号。在可选实施例中，由诊断电路触发并周期地执行扫描信号分析。虽然图4的方法中使用了随时间而变化的信号，但在一些实例中，也可以利用所施加的DC电压。最后，可以利用专家系统(例如模糊逻辑系统、人工智能系统、神经网络等)来分析隔离隔膜的电参数，以推断隔膜的操作状态。

图5是根据本发明实施例的诊断系统500的简化框图。诊断系统500包括与诊断部件504(可以在电路中实现)在通信上相连的隔离隔膜结构502，它典型地被放入外壳。隔膜结构包括由电介质材料510所分离的第一导电层506和第二导电层508。第一导电层506暴露给工业生产过程的导管或管道内的过程流体。在一个实施例中，第一导电层506被电气接地至导电管道壁。第二导电层508与过程流体隔离，并与第一导电层506电隔离。

诊断部件504包括信号发生器512、复信号分析系统514、微处理器516、收发机518、警报发生器519和可选的专家系统540，例如人工智能系统、模糊逻辑系统、神经网络等。信号发生器512是适于传输电信号(例如随时间而变化的或周期性的信号)的电路。信号发生器512在第二导电层508上传输电信号，可以通过复信号分析系统514来测量并分析该电信号，以检测系统中一个或多个复电参数的变化。专家系统540可以用于分析一个或多个电参数，并根据一个或多个电参数相对于所存储的基准测量的变化来推断隔离隔膜的操作状态。应当理解的是，信号分析系统514可以包括信号处理器、适于处理所测量信号的电路、电容性检测器、或适于根据所测量的电容而推导出诊断测量的任意其他元件。

在一个实施例中，被监测的过程流体是非导电的，而且分析系统514包括适于测量隔离隔膜502相对于电气地的电容的感测器。在过程流体导电的环境中，信号发生器512优选地适于利用具有频率范围的电信号来扫描第二导电层508。复信号分析系统514适于检测扫描频率范围内隔离隔膜502的复阻抗。

可以利用微处理器516进一步处理所测量的复阻抗，和/或把所测量的复阻抗与所存储的值进行比较以检测警报条件。从与基准测量的不同大于预定量的所检测的变化中，可以推断出警报条件。微处理器516优选地适于将所测量的阻抗变化与预定界限进行比较，并且如果所测量的变化超过该界限，则产生由收发机518通过通信链路522传输到控制中心520的警报。可选地，可以利用分离的警报发生器519(或警报产生电路)来产生由收发机518传输的警报信号。在一个实施例中，如果过程流体是非导电的，则复信号分析系统514能够简单地测量隔离电容器502的电容，以及超过预定界限的电容改变会使处理器516产生警报。

应当理解的是，可以与传送器电子设备504的其他组件共享诊断系统500的元件。例如，收发机518也可以由感测元件或复信号分析系统514直接使用，以例如向控制中心传输原始数据。类似地，控制中心520可以通过收发机518发送控制信号，该信号使感测元件(例如分析系统514)进行新的测量。可以完整地或部分地在微处理器516中实现各种组件，例如信号发生器512、复信号分析系统514和警报发生器519。

图6是根据本发明实施例的诊断系统600的简化框图。系统600包括与诊断电子设备604相连的隔离电容性隔膜602。隔膜602包括由电介质610分离的第一导电层606和第二导电层608。信号发生器612和复信号分析系统614与第二导电层608电连接。

在这个实施例中，箱内的过程流体已经对第一导电层606产生腐蚀，在第一导电层606中留下了坑或开口616，把电介质610部分地暴露给过程流体。电介质610优选由固体材料形成，从而第一导电层606的裂口不会把电介质流体释放到过程流体中。另外，固体电介质610用作保护层，以免毛细管填充流体泄露到(例如在远程密封系统中的)过程流体中。此外，固体电介质610用作保护层，以免过程流体泄露到电子设备外壳中(例如，如果电子设备与该过程流体直接相邻)。

信号发生器612与第二导电层608相连，以及适于把特定频率范围内的信号传输到第二导电层608上。复信号分析系统614与第二导电层608相连，以及适于根据第一导电层606的变化而检测扫描信号的变化。

在一个实施例中，如果过程流体是非导电的，那么可以以第一和第二导电层606、608之间电容(或电势)的变化来检测到第一导电层606的腐蚀。然而，更为普遍的是，如果过程流体是导电的，那么信号发生器612可以利用测试频率范围(或任意随时间而变化的信号)，对第二导电层608进行扫描，以及可以使用复信号分析系统614，基于复阻抗的变化来检测腐蚀。在任一情况下，如果所测量的变化超过预定界限，则可以产生警报，并把警报传输到控制中心。

图7示出了根据本发明实施例的诊断系统700的简化框图。诊断系统700包括与传送器704相连的多层隔离隔膜结构702。隔离隔膜结构702由三个导电材料层706、708A和708B形成，这三个层由电介质材料层710A和710B彼此分离。信号发生器712分别与第二和第三导电层708A和708B相连，而第一导电层706与过程导管相连，因而接地。复信号分析系统714分别与第二和第三导电层708A和708B相连，以分别监测第一和第二导电层706和708A的每个之间的复阻抗或电容的变化，并分别监测第二和第三导电层708A和708B的每个之间的复阻抗或电容的变化。电容或复阻抗之间的微分变化可以指示第一导电层706的破裂。

在一个实施例中，过程流体是非导电的或处于气态，并根据直接测量到的隔膜702的电容的变化来检测第一导电层706的腐蚀。可选地，如果过程流体是导电的，则从隔膜结构702的复阻抗的变化中推断出第一导电层706的腐蚀。具体地，信号发生器712适于在隔离的导电层708A和708B上扫描频率范围内的信号，以及复信号分析系统714适于检测隔膜702的复阻抗的变化。可以从复阻抗的变化中推断出第一导电层706的变薄、磨损或腐蚀。

一般地，本发明提供了超越现有技术的多个优点。首先，通过利用适于提供变薄或破裂的电容指示(或电指示)的多层隔膜来替代薄的箔隔离隔膜，传送器可以适于对其自身进行诊断，并在隔膜破裂并污染生产过程之前，提供指示需要维修隔离隔膜的警报。其次，电介质材料可以是固体非导电材料，例如陶瓷，该材料保持了工业生产过程的过程填充流体(例如在隔离隔膜中使用的)与过程流体之间的隔离，甚至在隔离元件的研磨表面发生破裂之后也能够保持该隔离。再次，隔离元件诊断的不同实施方式可以提供关于隔离元件状态的额外细节。具体地，双平板诊断系统可以提供对破裂或变薄的原始指示，而三个或更多个平板的诊断系统可以部分地根据微分电容而提供对隔离元件的损坏程度更为复杂且有益的指示。另外，本发明适用于具有易受过程流体的腐蚀或损害的薄区域的任意工业仪器。因此，本发明提供了一种隔离元件，适于在对隔离元件的潜在损害变得过大之前产生指示该损害的电信号。

图8是根据本发明实施例的备选隔离隔膜结构800的简化框图。隔离隔膜结构800包括第一导电层802和第二导电层804，第二导电层804被分为两个电气分离的平板804A和804B，并通过电介质806与第一导电层802分离。在这个实施例中，可以以从平板804A和804B测量的微分电容来检测第一导电层面积的变化，例如受到腐蚀而发生的变化。在可选实施例中，如上文所讨论，可以使用复阻抗测量。在这个实例中，根据产生的信号，分别测量跨接于平板804A和804B上的复阻抗。在一个实施例中，根据相同信号而从两个平板804A和804B测量得到的相位差可以指示腐蚀。

在这个实施例中，可以测量来自这两个半平板804A和804B、或在这两个半平板804A和804B之间的电容。可以通过第一导电层802的腐蚀而引起的面积变化来改变所测量的电容。然而，如果过程流体是导电的，则对电容的直接测量可能不能揭示出关于第一导电层802条件的任何信息。在这个实例中，如果过程流体是导电的，则可以利用频率范围对第一平板的半平板804A进行扫描。针对特定频率范围上测量信号的相位或幅度变化，可以对第二半平板804B进行监测。所测量的输出的变化可以指示第一导电层802的面积变化。取决于所测量的输出的特定变化，可以推断出与过程相关的腐蚀、变薄或磨损。

图9A是把本发明的电容性隔离隔膜并入管道壁的薄壁部分的涡流流量计系统的简化截面图。管道902被脱落棒(shedding bar)904分为两个流动路径。脱落棒904从管道壁的薄壁部分912延伸，并与柱906相连，使得能够从柱906的运动或振动中检测到由管道902内的流体旋涡所引起的脱落棒904的脱落或振荡运动。感测器908(模型中所示)典型地与柱906相连，以根据柱906的运动而测量管道902内的流体速度。通常，把感测器908和其他过程电子设备置于管道902外并置于传送器外壳910中。

一般地，脱落棒904经由薄壁部分912与柱906相连。优选地，薄壁部分912足够薄，以便把脱落棒的运动通过管道壁传输到柱906，其中感测器908适于根据柱906的运动来测量管道902内流体的流体流动速率。所出现的一个问题(尤其在高压环境中)是，保持薄壁部分912的足够厚度以防止壁在高压时发生破裂，同时仍要允许足够的运动灵活性。可以提供引线914用于连接至诊断电路。

本发明的多层隔离隔膜可以用于这些应用中，以提供与过程流体的隔离和破裂诊断。

图9B是具有薄壁部分912的流量计元件900的扩展截面图，其中薄壁部分912由上文关于图3和5-7的隔离电容性隔膜结构中的任意一个而形成。在这个实施例中，隔膜结构912是电容性结构926。电容性结构926由第一导电层920形成，其中第一导电层920与管道壁相连并暴露给同脱落棒904直接相邻的过程流体。第二导电层924通过电介质材料922与第一导电层920分离。第二导电层924与管道外的过程流体分离，并与柱906相邻。可以从第二导电层中提供引线914，以检测电容性结构926的复阻抗和/或电容的变化。

在这个实施例中，电介质922优选地为固体非导电材料。电容性结构926的层提供了附加的耐久性，同时提供了用于检测第一导电层920的腐蚀或磨损的装置。具体地，通过监测电容性结构926的复阻抗和/或电容，可以在破裂或裂口发生之前检测到薄壁部分912的腐蚀或磨损，从而防止了未计划的关闭和/或将传送器外壳中的敏感电子设备暴露给来自管道的过程流体。

一般地，本发明利用了对电容与并联平板设置的平板表面面积成比例的观察。如果最靠近过程的箔层开始变薄或破裂，那么隔膜的有效面积改变了破裂的大小或变薄的程度。隔膜有效面积的这种改变引起了所测量的并联平板电容的变化。

这假定被测量的过程流体是非导电的。在该实例中，如果连续地监测隔膜的电容，那么腐蚀、磨损、侵蚀或蚀损斑将会导致可测量的电容变化。这个可测量的变化提供了对隔离隔膜和薄壁部分的潜在问题的早期指示。与电容性隔离元件相连的电路可以立即警告控制中心，已经发生破裂、或是隔离隔膜或薄壁部分可能需要维修。

在许多工业生产过程中，与隔离隔膜接触的过程流体自身是导电的。在该实例中，在暴露过程的箔受到腐蚀时，对箔层之间电容的直接测量可能不能反映出可测量的电容变化。具体地，导电的过程流体可能流入受腐蚀的箔区域，从而利用导电流体完成或替代了受侵蚀的箔区域。在该实例中，所测量的电容可以保持不变。然而，适于测量复电参数(例如复阻抗、电抗等)的电路可以用于测量扫描频率。复电参数中一个或多个的变化可以反映出：在各种操作条件下，对隔离隔膜的过程暴露的箔出现孔、变薄或其他改变。可以使用单个产生电路来扫描箔层中的一个，并可以使用感测电路来测量扫描频率，扫描频率可以在箔层的一个或多个受到过程流体的损害时发生改变。

通常，本发明的系统和方法监测电容性隔离隔膜的电参数。如果隔离隔膜在操作期间变薄、受到腐蚀或以其他方式受到损坏，则会改变一个或多个电参数。信号分析系统可以将所测量的参数与所存储的基准参数进行比较。可选地，信号分析系统包括专家系统，专家系统适于根据时间上的电信号的变化来推断隔膜的操作状态。电参数可以包括电容。可选地，电信号可以包括复电参数，例如复阻抗、电抗、导纳等。最后，过程流体可以是液态或气态。

尽管已经参考优选实施例对本发明进行了描述，本领域的技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上做出改变。

Claims

1.一种用于工业现场设备中的隔膜诊断系统，包括：

隔膜，配置用于把现场设备与过程流体相连，所述隔膜包括多个层，将所述多个层中的第一层暴露给工业生产过程的过程流体；

与隔膜相连的诊断电路，用于监测隔膜的电参数，并基于所监测的电参数的变化而有所响应地推断隔膜的操作状态；以及

信号发生器，适于利用随时间而变化的信号对隔离隔膜进行扫描，其中所述电参数包括隔膜的复电参数。

2.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，还包括：

警报产生部件，适于在所述变化超过预定界限时产生警报信号，所述警报信号指示推断出的隔膜操作状态。

3.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，其中，所述电参数包括隔膜的电容。

4.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，还包括：

复信号分析系统，适于基于随时间而变化的信号来监测隔膜，以检测电参数相对于所存储的基准信号的变化。

5.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，其中，所述多个层包括：

至少一个导电层。

6.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，其中，所述多个层包括：

至少一个电介质层。

7.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，其中，所述多个层包括：

至少两个导电层；以及

至少一个电介质层，用于把所述至少两个导电层分离。

8.根据权利要求7所述的隔膜诊断系统，其中，所述电参数包括所述至少两个导电层的电容性电势。

9.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，其中，所述变化的程度指示第一导电层表面面积的变化程度。

10.根据权利要求1所述的隔膜诊断系统，其中，所述诊断电路适于监测多个导电层相对于第一层的一个或多个电参数。

11.一种用于推断隔离隔膜的操作状态的方法，所述方法包括：

提供包括多个层的隔离隔膜，将所述多个层中的第一层直接暴露给过程流体；

把电信号施加到所述隔离隔膜；以及

根据所测量的所述隔离隔膜的电参数相对于所施加电信号的变化，有所响应地推断所述隔离隔膜的操作状态，

其中，所述施加步骤包括：

产生包括频率范围的随时间而变化的电信号；以及利用随时间而变化的电信号，对隔离隔膜进行扫描，其中所述电参数包括隔膜的复电参数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电信号具有随时间而变化的分量。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：

如果所测量的变化超过预定的界限，则产生指示隔膜隔膜的操作状态的警报信号。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

如果测量出的变化超过预定界限，则产生指示所述隔膜隔膜恶化状态的警报信号。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述推断步骤包括：

监测所述隔离隔膜的电参数；以及

计算所监测的电参数相对于所存储的基准测量的变化。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电参数包括所述隔离隔膜的时间常数。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个层包括至少一个导电层。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个层包括至少一个电介质层。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个层包括：

至少两个导电层；以及

至少一个电介质层，用于把所述至少两个导电层分离。

20.一种用于工业现场设备中的隔膜诊断系统，包括：

电容性元件，配置用于把现场设备与过程流体相连，所述电容性元件包括多个层，将所述多个层中的第一层暴露给工业生产过程的过程流体；

与电容性元件相连的诊断电路，用于监测电容性元件的电参数，并基于所监测的电参数的变化而有所响应地推断电容性元件的操作状态；以及

信号发生器，适于利用具有随时间而变化的分量的电信号，对电容性元件进行扫描，其中，所测量的变化包括电容性元件的复阻抗。

21.根据权利要求20所述的隔膜诊断系统，其中，所述工业现场设备包括具有脱落棒的涡流流量计，其中所述脱落棒延伸进入管道部分，以及所述电容性元件包括管道部分的薄壁部分，由于管道内的流体流动而引起的脱落棒的运动通过所述薄壁部分而被解译。

22.根据权利要求20所述的隔膜诊断系统，其中，所述工业现场设备包括与管道部分相连的压力感测器，以及所述电容性元件包括柔软的隔离隔膜，适于把来自管道部分内的流体流动的压力通过填充有流体的毛细管解译给远程感测器。

23.根据权利要求20所述的隔膜诊断系统，还包括：

警报产生部件，适于产生指示所推断操作状态的警报信号，以传输至控制中心。

24.根据权利要求20所述的隔膜诊断系统，其中，所述变化的大小指示所述电容性元件的损坏程度。

25.根据权利要求20所述的隔膜诊断系统，其中，所述诊断电路还包括：

复信号分析系统，适于监测所述电容性元件，并基于所述电容性元件的一个或多个电参数相对于所存储的基准测量的变化，来推断电容性元件的操作状态。

26.根据权利要求20所述的隔膜诊断系统，其中，所述诊断电路适于监测所述多个导电层相对于第一层的一个或多个电参数。

27.根据权利要求20所述的隔膜诊断，其中，所述多个层包括：

至少一个导电层。

28.根据权利要求20所述的隔膜诊断，其中，所述多个层包括：

至少一个电介质层。

29.根据权利要求20所述的隔膜诊断，其中，所述多个层包括：

至少两个导电层；以及

至少一个电介质层，用于把所述至少两个导电层分离。

30.根据权利要求29所述的隔膜诊断，其中，至少一个电介质层包括多孔材料。

31.根据权利要求30所述的隔膜，其中，如果过程流体泄露穿过第一层，则基于电参数的突然变化来推断操作状态。