CN101135581A - 运行传感装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行传感装置的方法，该传感装置具有至少一个测量传感器和至少一个用于检测相同参数的比较传感器，以及与这些传感器电连接的分析单元，其中在初始化阶段从所述至少一个测量传感器和至少一个比较传感器的测量值中获得该传感装置的特性曲线，并且在持续进行的运行期间对特性曲线越过容差范围进行报警。建议只要判断在所述至少一个测量传感器的时间变化过程(10)中或在至少一个比较传感器的时间变化过程(20)中的测量值变化在可预定的时间间隔(30)内超过可预定的极限值，就动态地进行所述报警。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行传感装置(Fuehleranordnung)的方法，该传感装置具有用于检测相同物理参数的至少一个比较传感器(Vergleichsfuehler)和至少一个测量传感器(Messfuehler)以及与其电连接的分析单元。
背景技术
在很多工业过程测量技术领域中，为了优化过程控制，需要对预先给定的物理参数具有准确的认识。其中，对这种传感装置提出了很高的要求，如牢固的结构、高的耐振动性和耐温度骤变性、对化学腐蚀介质以及必要时对放射性辐射的不灵敏性。根据使用地点，必须渐增地满足这些条件。此外，传感器(Fuehler)还应当具有在长时间段上高的测量精度以及高的可再现性。
已知，测量传感器的特性曲线由于使用期间的事件以及老化而改变。随着越来越偏离测量传感器的已知特性曲线，其测量精度随之下降。因此，只有在不时地通过校准来检查传感器的精度的情况下，才能保证高的测量精度。为此，必须将传感器从设备中取出。
EP1182438B1公开了一种由两个不同传感器结构构成的传感装置，其中在初始化阶段，根据第一结构的传感器所确定的测量值与第二结构的传感器所确定的测量值之间的差，确定并相加物理参数测量值的校正值，使得所确定的结果测量值对两个传感器来说近乎相同。在随后的测量运行阶段中，监控相应的结果测量值及其偏差以识别与老化相关的漂移现象，并在超过极限值时发出警报。
由于测量运行阶段期间各个传感器对过程动态变化的不同响应行为，可能导致传感装置的动态的错误校准，这会产生错误报警。
其中，通过不同测量原理、每个单个传感器与物理参数源之间的距离、滞后以及样本分散(Exemplarstreuung)而导致的效应可能在同种传感器中叠加。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种用于公知传感装置的漂移识别，其中避免由于过程动态地超过极限值而导致的错误报警。
按照本发明，该技术问题是利用独立权利要求的特征来解决的。本发明的优选实施方式在从属权利要求中给出。
本发明利用了以下事实：漂移是一个非常缓慢变化的过程，该过程主要是因为灵敏元件中的材料变化。
其中，本发明从这样的传感装置出发，其具有用于检测相同物理参数的至少一个比较传感器和至少一个测量传感器以及与其电连接的分析单元，其中在初始化阶段中，从所述至少一个测量传感器和至少一个比较传感器的测量值中获得传感装置的特性曲线，并且在连续运行期间，特性曲线超过容许范围的偏离被报警。
按照本发明，只要所述至少一个测量传感器或所述至少一个比较传感器的测量值变化在可预给定的时间间隔内超过可预给定的极限值，就动态地进行(aussetzen)报警。因此，报警只在过程动态变化稳定之后才进行，然后与过程动态变化的进一步变化无关地一直保持到解除报警为止。
其中，在本公开的范围内，可预给定的时间间隔内的测量值变化应当包括测量值在该时间间隔内的任意一个时间变化过程。
此外，在本公开的范围内，报警应当被理解为适于引起操作者注意的各种形式的光、声或其它信号发送。信号发送可以多级实施，其中在报警之前是警告。
有利地，由此避免由于传感器各自测量的具有大过程动态变化的物理参数的时间变化过程而产生的错误报警。
此外，在温度测量的情况下，公知的温度传感装置的手段对于本发明就足够了。更确切地，为了实现本发明，用于测量传感器的比较传感器就足够了。
根据本发明的另一个特征，极限值根据在可预给定的时间间隔内该至少一个测量传感器和至少一个比较传感器的测量值变化而动态地与该测量值变化匹配。由此，即使在过程动态变化很高时也能可靠地避免错误报警。
附图说明
下面在涉及温度传感装置的实施例中详细解释本发明的其它细节和优点。其中：
图1示出了温度值T随着时间t的测量信号的时间变化过程。
具体实施方式
在最简单的情况下，温度传感装置包括测量传感器和比较传感器，以及与其电连接的分析单元。其中，测量传感器和比较传感器既可以是相同结构类型，也可以是不同结构类型。在图1中，测量传感器的温度测量值的时间变化过程用附图标记10来表示，比较传感器的温度测量值的时间变化过程用附图标记20来表示。
测量传感器和比较传感器优选地被设置在与过程隔离的容器中，该容器相对于过程介质保护传感器。特别地，为此可设置本身公知的保护管。在保护管的背离过程介质的一端设置用于容纳分析单元的外壳。
在初始化阶段，可以从所测得的测量传感器和比较传感器的与温度相关的测量值差中获得传感装置的特性曲线。
在持续运行期间，特性曲线超过容差范围的偏离被报警。为此，确定测量传感器和比较传感器的测量值差，并将其与对应的特性曲线值比较。
只要所确定的与对应特性曲线值的测量值差超过允许的容差范围，就从传感装置故障出发，对离开容差范围进行报警。其中，只要测量传感器和比较传感器的测量值变化在可预给定的时间间隔内超过可预给定的极限值，就动态地进行报警。
在图1中示出了测量传感器和比较传感器所测量的温度的时间变化过程10和20，它们与容差带11和21叠加。从热平衡出发，在可预给定的时间间隔30内，不仅测量传感器的温度测量值的时间变化过程10保持在容差带11内，而且比较传感器的温度测量值的时间变化过程20也保持在容差带21内。
为了识别漂移，绘制测量传感器和比较传感器所测量的温度，并且针对每个传感器地确定在可预给定的时间间隔30内的温度变化。
其中，每个传感器的测量值变化包括测量值在时间间隔30内的每一个任意时间变化过程10和20。在最简单的情况下，测量值变化是该时间间隔结束时的测量值与该时间间隔30开始时的测量值之差。
在本发明的另一个实施方式中，极限值根据在可预给定的时间间隔内测量传感器和比较传感器的测量值变化而动态地与测量值变化匹配。特别地，可以与可预给定的时间间隔30内测量值变化成正比地匹配极限值。由此，在过程动态变化很高而且测量值变化相应很大-此时传感器的测量值变化的差例如也由于结构所决定的不同间距而增加-时，动态地提高极限值，并且在近似静态的过程中动态减小极限值。因此，报警动态地与占主导地位的过程条件匹配。
在本发明的另一个实施方式中，在近似静态的过程中在可预给定的时间间隔30内的测量变化值很小时，直接从测量传感器和比较传感器的测量值之差以及传感装置的相应特性曲线值中确定偏差。
在可预给定的时间间隔30内的绝对测量值变化很大且测量传感器的测量值变化和比较传感器的测量值变化之间的差很小时，可以用统计方法从多个比较值中确定偏差。在一个可选实施方式中，可以利用解析方法从多个比较值中确定偏差。这两个实施方式在以下方面是相同的：首先获得在传感装置的工作范围中的多个数据点，在随后步骤序列中对这些数据点应用统计或解析方法。
在本发明的另一个实施方式中，在初始化阶段中，当测量传感器和比较传感器的测量值变化在可预给定的时间间隔内保持在可预给定的边界范围内时，获得传感装置的特性曲线点。
如果在可预给定的时间间隔30内测量传感器和比较传感器的传感器各自温度变化小于可预给定的极限值，则温度传感装置处于热平衡状态，并且采用新的特性曲线值。新的特性曲线值是测量传感器的温度测量值与比较传感器的温度测量值之差。
附图标记列表
10,20时间变化过程
11，21容差带
30时间间隔
Claims (7)
1.一种用于运行传感装置的方法，其中所述传感装置具有用于检测相同物理参数的至少一个比较传感器和至少一个测量传感器以及与其电连接的分析单元，其中在初始化阶段中，从所述至少一个测量传感器和所述至少一个比较传感器的测量值中获得所述传感装置的特性曲线，并且在持续运行期间，对特性曲线超过容差范围的偏离进行报警，
其特征在于，只要所述至少一个测量传感器或所述至少一个比较传感器的测量值变化在可预给定的时间间隔(30)内超过可预给定的极限值，就动态地进行所述报警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极限值根据在所述可预给定的时间间隔(30)内所述至少一个测量传感器和所述至少一个比较传感器的测量值变化而动态地与该测量值变化匹配。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，与所述可预给定的时间间隔(30)内测量值变化成正比地匹配所述极限值。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述可预给定的时间间隔内的测量值变化很小时，由所述至少一个测量传感器与所述至少一个比较传感器的测量值之差以及所述传感装置的相应特性曲线值确定所述偏差。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述可预给定的时间间隔内的绝对测量值变化很大而所述至少一个测量传感器的测量值变化与所述至少一个比较传感器的测量值变化之间的差很小时，用统计方法根据多个比较值确定所述偏差。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述可预给定的时间间隔内的绝对测量值变化很大而所述至少一个测量传感器的测量值变化与所述至少一个比较传感器的测量值变化之间的差很小时，用解析方法根据多个比较值确定所述偏差。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在初始化阶段中，当所述至少一个测量传感器和所述至少一个比较传感器的测量值变化在可预给定的时间间隔内保持在可预给定的边界范围内时，获得所述传感装置的特性曲线点。
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