CN103672146A - 远程可读阀位置指示器 - Google Patents

Abstract

本申请描述了远程可读阀位置指示器及相关方法。根据本申请教导的示例性设备包括阀体，阀杆，以及耦接到所述阀杆的流体流量控制设备。所述流体流量控制设备可在第一位置和第二位置之间纵向移动，以控制流过所述阀体的流孔的流体流。该设备还包括阀位置指示器，其包括耦接到所述阀杆的标识器装置。在该第一位置中，无线标识器装置与表示流体流量控制设备的第一位置的第一值相关联。在第二位置中，无线标识器装置与表示流体流量控制设备的第二位置的第二值相关联。

Description

远程可读阀位置指示器

技术领域

本申请通常涉及具有阀杆或轴的阀，所述阀杆或者轴可以移动从而进行流速调整，尤其涉及耦接到所述阀杆或轴上的远程可读阀位置指示器。

背景技术

一般来说，阀包括流体进口通道，其通过孔口连结到流体出口通道，以及流体流量控制或闭合构件，其可相对于孔口而操作，以控制流过该阀的流体流量。所述闭合构件可包括阀塞，所述阀塞的表面可接合围绕在所述孔口周围的阀座，以防止流体流过该阀。

过程控制工厂可包括遍布该工厂的数百到数千个阀，这些阀中的许多可能是手动操作阀。这样的手动操作阀可用于许多不同的目的，例如包括隔离设备，排空容器，冲洗管道，旁通设备等等。在该工厂运行期间，这些阀必须处于适当的位置(例如，打开或者关闭)，从而使工厂有效且安全的运行。

在工厂或者工厂的一部分(例如单个循环)开始运行之前，必须验证每个手动操作阀的位置。一般来说，这要求派遣一个人员携带所要核实的阀列表到工厂中并目测这些阀的位置。这么做是非常费时的、存在人为错误风险以及还会将人员暴露到潜在安全隐患中。

发明内容

根据当前公开内容教导的示例性设备包括阀体，阀杆和阀位置指示器。阀位置指示器包括无线标识器装置，其耦接到所述杆容器，所述阀杆所穿过的所述杆容器。所述无线标识器装置是随着阀杆一起移动。所述无线标识器装置用于将表示所述阀杆位置的信息传送到远程无线电子读取器。所述阀位置指示器还包括罩体，其用于当所述阀杆处于第一位置的时候防止所述无线标识器装置将信息传送到所述远程无线电子读取器，以及用于当所述阀杆处于第二位置的时候使得所述无线标识器装置将信息传送到所述远程无线电子读取器。

根据本申请教导的另一示例性设备包括阀体，阀杆，以及阀位置指示器。该阀位置指示器包括无线标识器装置，其直接耦接到阀杆，以随着阀杆移动。所述无线标识器装置用于将表示所述阀杆位置的信息传送到远程无线电子读取器。所述阀位置指示器还包括罩体，其用于当所述阀杆处于第一位置的时候防止所述无线标识器装置将信息传送到远程无线电子读取器，以及用于当所述阀杆处于第二位置的时候使得所述无线标识器装置将信息传送到所述远程无线电子读取器。

根据本申请教导的示例性设备包括阀体，阀杆和耦接至所述阀杆的流体流量控制设备。所述流动流控制设备可在第一位置和第二位置之间移动，以控制穿过所述阀体的流孔的流体流。该设备还包括耦接到所述阀杆的阀位置指示器。该阀位置指示器用于提供与所述流体流量控制设备的第一位置相关联的第一值，以及用于提供与所述流体流量控制设备的第二位置相关联的第二值。

附图说明

图1示出了处于打开位置示例性阀的一部分和示例性阀位置指示器；

图2示出了处于闭合位置的图1所示的示例性阀；

图3是示例性阀位置指示器系统的详细框图；

图4示出了用于实施图3所示的示例性系统的示例性方法的流程图；

图5示出了可用于实施图3所示的示例性系统的示例性方法的更加详细的流程图；

图6所示为图3所示的示例性系统和图5所示的示例性方法的示例性输出读数的表格；

图7示出了耦接到处于打开位置的阀的另一示例性阀位置指示器结构；

图8示出了处于部分打开位置的图7所示的示例性阀位置指示器；

图9示出了耦接到处于打开位置的阀的另一示例性阀位置指示器结构；

图10示出了处于闭合位置的图9所示的示例性阀位置指示器；

图11示出了包括示例性读取装置的示例性阀的局部横截面和分解视图；

图12示出了包括示例性识别标签和示例性定位器的示例性阀的局部剖视图。

具体实施方式

通过在此描述的示例性阀位置指示器，过程控制工厂中的人员(例如技师，操作者或者任何其他维护人员)可远程地获得工厂中阀的读数从而获得有关阀位置的信息(即阀是否处于打开位置，关闭位置或者两者之间的位置)，而并不需要花费时间去对每个阀的精确物理位置进行目测。通过此处所描述的实施例，人们可凭借手持工具(例如无线读取装置)在距离阀若干米处自动地从耦接到阀的一个或多个位置指示器处收集信息。

在此描述的一个实施例中，第一组无线标识器(ID)装置或者标签被耦接(例如胶结，焊接或者其他机械和/或化学方式固定)到标签载体或杆容器和/或直接耦接到阀杆或轴，以及第二组无线ID标签被耦接到阀杆所穿过的罩体。在操作中，当阀杆移动时，一个或多个无线ID标签可在里面移动，并且因为所述罩体而被遮蔽或者屏蔽(例如从视觉上，或从电磁方面等等)，从而防止了那些被遮蔽或屏蔽的无线ID标签被读取或者将信息传送到远程手持读取装置。

由此，阀杆的位置可与从一个或多个无线ID标签被发送到读取装置的信息的存在与否而相关联。例如，阀打开情况可以对应于阀杆的一个位置，使得阀杆上全部无线ID标签全部位于罩体的内部以外，从而全部无线ID标签可由远程操作的手持读取装置所读取(即可传送信息到远程操作的手持读取装置)。换句话说，当手持读取装置从阀杆上的全部无线ID标签接收标识信息的时候，阀打开情况被识别。反之，阀关闭情况可对应于部分无线ID标签由罩体所屏蔽的阀杆位置。在该位置，仅仅一些无线ID标签可由手持读取装置所读取。因而，当仅仅一部分无线ID标签传送信息到读取装置的时候，阀关闭情况被识别。

无线ID标签可布置在阀杆上，以实现对打开和关闭的阀位置、以及打开和关闭位置之间的节流或控制位置的远程读取(例如经由手持读取装置)。例如，在此描述的一些实施例中，沿着阀杆存在多个可纵向移动的无线ID标签行。因而，改变阀杆相对于罩体的位置会暴露不同数目的标签行。在操作中，当阀处于关闭位置的时候，阀上的全部标签行可嵌套或者布置在罩体内部从而不可被读取。随着阀被打开，阀杆移动使得一些标签行移动到罩体以外而变得未被屏蔽。由此，未被屏蔽的无线ID标签的行数因而可被读取，并体现了阀杆的位置。例如，如果没有一行标签可读，则该阀可被认为是关闭的，如果一半的标签行可读，则阀可被认为是半开，而且如果全部标签行可读，则阀可被认为是全开。

在此描述的其他实施例中，罩体可被移除，并且手持取装置可配置成为包括对焦天线系统，或者其他窄对焦读取元件，以实现对单个无线ID标签的远程读取(或者询问)。例如，无线ID标签可沿着阀杆的纵向轴线间隔分布，并且手持读取装置可指定或者针对于一个或多个无线ID标签，以确定杆的位置(例如所冲程的百分比)。换句话说，在一些实施例中，手持读取装置和无线ID标签被配置成可实现选择性或单个读取或者询问无线ID标签。

在此描述的示例性阀位置指示器还可用于远程确定回转阀轴的位置。例如，在此描述的一些实施例中，第一组无线ID标签耦接到载体和/或直接耦接到阀轴，并且第二组无线ID标签耦接到罩体。第一组无线ID标签布置在罩体后方，并且罩体包括开口，根据阀轴的旋转情况，当第一组无线ID标签处于该开口的对面时，第一组无线ID标签可穿过该开口被暴露出来。因而，阀轴相对于罩体的不同旋转会暴露或者屏蔽第一组无线ID标签。在操作中，当阀处于闭合位置的时候，第一组无线ID标签可置于所述罩的后方(即不是开口的对面，因而无法被读取)。当阀轴旋转打开阀的时候，第一组无线ID标签变得在开口中可见，因而被可读取。在其他实施例中，无线ID标签位置可有相反的安排，当无线ID标签在开口中可见的时候，阀是关闭的，并且当无线ID标签在开口中不可见的时候，阀是打开或者部分打开的。

无论在此描述的阀位置指示器是与滑动杆阀或者与回转阀一起使用，可采用多个无线ID标签来提供冗余。冗余无线ID标签的使用确保了技师、操作者或者其他人员可确定阀的位置，即使阀杆或轴上的一个标签无法操作。另外，一个或多个冗余无线ID标签的故障可以提供对阀上无线ID标签需要维护的提醒。

另外，无线ID标签可提供一种冗余的位置指示(例如，冲程百分比，例如25％，50％，75％等)，该冗余位置指示例如可与从反馈传感器所获得的位置值相比较，其中反馈传感器可以是阀控制装置的一部分。由此，现场技师或者其他人员可使用手持读取装置来从特定阀的反馈传感器获取位置值，以及获取由与该特定阀相关联的无线ID标签所提供的位置指示。对从反馈传感器所获取的位置指示与无线ID标签获取的位置指示的比较可显示出是否存在问题(例如如果这些位置值基本不同)。通常，由无线ID标签所提供的位置指示的分辨率显著低于由反馈传感器。因此，对位置值的总体比较仅仅可以用于检测显著的潜在操作问题。例如，如果反馈传感器显示阀50％打开，但是无线ID标签提供的信息表示阀100％打开，则说明可能存在问题并且应该进行调查。

由操作者所使用的手持读取装置也可用于读取阀上的其他标签，以收集除了位置信息之外的附加信息。示例性附加信息包括阀维护历史，阀装运信息，安装信息，阀制造以及型号，所推荐的备件，联络信息或维护程序。由于不需要人员手动输入信息，该附加信息可用来促进阀的检查和维护。

现在来参照附图，图1示出了示例性阀组件110的一部分，该阀组件包括示例性位置指示器112。示例性阀组件110还包括与阀塞耦接的阀杆114(参见图12)。第一组标签或者标识器装置116包括第一标签或者标识器装置118，以及第二标签或者标识器装置120，这两者都耦接到阀杆114。在该实施例中，第一组标识器装置116经由杆容器122而耦接到阀杆114，杆容器122在图中被示为可以被杆114穿过的环形或圆筒形体。在其他实施例中，第一组标识器装置116可代替地直接耦接到阀杆114。示例性位置标识器112还包括第二组标识器装置124，该第二组标识器装置包括第三标识器装置126和第四标识器装置128。第二组标识器装置124耦接到基部容器或罩体130。在该实施例中，罩体130是静止的，而杆容器122可相对于罩体130移动的。另外，罩体130可以是单独的元件，或者可替换地，是集成到阀体(未示出)的。另外，罩体130可以由金属制成，或者在罩体130是单独元件的情况下，罩体130可由任何其他适当材料制成。另外，罩体130如图所示具有圆筒形体，该圆筒形体具有孔131以接收阀杆114。如下所述，杆容器122还可嵌套在孔131中。

标识器装置118、120、126和128可提供任何适当种类的可见、可被感知的信号产生标识装置(多个装置)，例如，射频标识(RFID)标签，发光二极管(LEDs)，贴标，条形码，电磁装置，收发机，近场通信装置等。另外，在所示的实施例中，标识器装置118，120，126和128经由任何适当的机械或化学紧固方式分别耦接到杆容器122以及罩体130的外部直径。在其他实施例中，标识器装置118、120、126和128可嵌入在杆容器122和/或罩体130中。

图1示出了处于打开位置的示例性阀110，在该打开位置处，耦接到杆114上的阀塞或其他流体控制构件并不接合阀座(参见图21)，因此流体可以从流体进口流过阀110而流到流体出口。图2示出了处于关闭位置的示例性阀110，在该关闭位置处阀塞接合阀座1216并且防止流体流过。在关闭位置中，阀杆114向下移动(沿图1和2所示的方向)，并且杆容器122和第一组标识器装置116向内移动，并且变成被罩体130所包围，从而防止了信息(例如ID)被经由标识器装置116传送(例如以电磁或光学方式传送或读取等)到远程读取器装置。

罩体130的内径132形成了罩，或者具有耦接到内径132至少一部分的遮挡装置，以防止从第一组标识器装置116读取或者获取信息，或者阻止与第一组标识器装置通讯。例如，在这些实施例中，标识器装置118、120、124和126是射频ID(RFID)标签，内径132可以使一层金属，该金属实际上阻止了电磁射频信号的传送，从而使得标识器装置118和120不可被读取，或者不能够传送信息。然而，第二组标识器装置124耦接到罩体130的外径，因而并不被屏蔽或者阻止传送信息到远程读取器装置。所以(在此所述的不需要进行维护的情况下)，第二组标识器装置124保持可以被读取。

为了确定阀的位置，操作者在阀110的方向上针对或者指定读取装置(将在下面详细描述)，以获得标识器装置118、120、126和128存在与否(例如可读或者可被感知)的表示。四个标识器装置118、120、126、128中每个存在与否的各种组合提供了关于阀110位置的信息，和/或与标识器装置118、120、126和128的操作相关联的任何维护需要。如果读取结果表示标识器装置118、120、126和128是存在的(所以能够将标识器信息传送到读取装置)，则操作人员可以认为阀110完全打开以及每个标识器装置118、120、126和128处于良好的工作情况。另一方面，如果仅仅第二组标识器装置124是可被检测到的，则操作人员可以认为阀110是关闭的并且第二组标识器装置124处于良好的工作情况。

另外，如果第一组标识器装置116中的仅仅一个以及第二组标识器装置124中的两个存在，则代表阀110打开，并且杆容器122需要维护(例如耦接到杆容器122的第一组标识器装置116中的一个需要维修)。同样的，如果第一组标识器装置116中的两个以及第二组标识器装置124中的一个或没有任何一个是存在的，则代表阀110是打开的，并且罩体130需要维护(例如耦接到罩体130的标识器装置中的一个需要维修)。同样，如果第一组标识器装置116中的仅仅一个和第二组标识器装置124中的一个或没有任何一个是存在的，则代表阀110是打开的，并且杆容器122和罩体130两者都需要维护。另外，如果仅仅第二组标识器124中的一个是存在的，则代表阀110是关闭的并且罩体130需要维护。最终，如果没有标识器装置118、120、126和128是存在的，则代表位置指示器112并未被正确读取，或者需要维护。

需要维护的指示可能建议杆容器122或罩体130需要与具有标识器装置的杆容器122或者罩体130替换，其中罩体130具有可正常运行的标识器装置。另外，任何标识器装置118、120、126和128可被单独更换，维修，调整或者维护。因为标识器装置118、120、126和128具有有限的寿命，多个标识器装置的使用显著增加了人们(例如维护技师)能够使用远程读取器装置来远程确定阀位置的可能。例如，如果阀杆114上的一个标识器装置没能如所需要那样操作，阀杆114上的另一标识器装置可被读取以持续提供阀位置的指示。另外，第二阀杆标识器装置的缺失(例如第二阀杆标识器装置将信息传送到读取器的失败)可表示杆容器122及其标识器装置需要维护。

罩体130上的多个标识器装置的使用为基部130提供了相同类型的冗余指示。因此，标识器装置118、120、126和128存在与否的各种组合在此描述的实施例中提供了冗余性，足以用于在任何标识器装置发生故障时产生提醒。该冗余性显著降低了由于标识器装置118、120、126和128的大部分或全部同时需要维护而造成阀110的位置无法确定这种情况发生的可能性。

图3是示例性位置指示系统310的示例性体现，该系统可用于远程确定阀位置，并且收集标识信息，以及可包含任何在此描述的标识器装置或者读取装置。示例性位置指示系统310包括一个或多个位置指示器312，其可体现为上述标识器装置中的一个或多个。示例性指示器312包括一个信号发生器314以及一个收发器或者一个应答器316.在该实施例中，信号发生器314可提供一个包含标识编码的信号，该标识编码唯一对应于指示器312。如上所述以及如下详细描述的，手持读取器装置(例如，读取器装置318)可用于从与阀耦接的一个或多个无线标识器装置接收信号，并可以从该等这些信号中提取所述唯一的标识器编码，并且分析所接收到的唯一标识器编码的组合(例如这些编码的存在与否)，以确定阀位置。应答器316在该实施例中可包括用于传送由信号发生器314所产生的信号的天线。在一些实施例中，指示器312可包括其自身的电源(例如电池)或者可由阀110所耦接的装置供电，和/或可经由读取器装置(例如读取器318)所发送的信号接收供电。因此，在这些实施例中，指示器312使用了RFID技术，该指示器312可以是无源、半无源或者有源RFID标签。

在这些实施例中，指示器312实施近场通讯和/或无源RFID技术，如上所述电源信号从读取器装置接收。在一些实施例中，罩体(例如，图1中的罩体130)阻断或者阻止从读取器装置接收启动(例如电源)信号，从而指示器312无法被启动并且无法将信息传送到读取器装置。

示例性位置指示系统310还包括读取器318，经由通信信道或链路320可通讯的耦接到指示器312。在该实施例中，通信信道320是无线通信信道。在其他实施例中，通信信道320可以是从读取器318延伸出并且插入到指示器312或相反方向的电线或线缆，并且携带一个或多个模拟和/数字信号。另外，通信信道320可以是将读取器318耦接到多个指示器312的多点(multi-drop)连接，或者通信通道320可以是点到点连接等。

在图3的实施例中，读取器318包括接收器322，用于从指示器312收集数据，例如标识信息，阀位置信息和/或维护信息。接收器322可包括天线(参见例如图12)，用于将信号发送到指示器312和/或向指示器312供电，以及收集从指示器312被无线传送的信号。在本实施例中，接收器322可以在大约例如几米的距离内从指示器312收集数据。

为了控制该位置指示系统310的各种操作，位置指示系统310设置有处理器324。在示例性实施中，处理器324可体现为微处理器或微控制器。该处理器324将指令或命令发送到位置指示系统310的其他部分，以控制这些部分的操作。

为了存储数据，例如，标识信息，阀位置信息和/或维护信息，示例性读取器318包括存储器326。存储器326可包括内部数据库，其包括任何期望类型的易失性和/或非易失性存储器，例如，静态随机存取存储器(″SRAM″)、动态随机存取存储器(″DRAM″)、闪存、只读存储器(″ROM)等等。存储器326可以包括任何期望类型的大容量存储器包括硬盘驱动器，光驱动器，磁带存储装置等。另外，在一些实施例中，存储器326可以是或者包括可插的外部存储装置，例如CD-ROM、USB记忆棒，磁盘等。操作者可以获取存储在存储器326中的信息为后续操作之用，和/或由读取器318展示以直接加以利用。另外，存储器326可以存储关于一个或多个阀的位置的信息，包括例如过程控制系统中多个阀位置的图，可用于按照读取和/或测试的需要而对任何阀进行定位。

为了显示从指示器312和/或存储在存储器326中的信息，示例性位置指示系统310包括显示器328。显示器328可提供任何种类的视觉呈现(例如液晶显示器(LCD)，阴极射线管(CRT)显示器等等)，声音呈现，或者其他呈现方式，包括振动等。该显示器328将信息展现给操作者，以将必要的通知提供给操作者，以采取适当的行动(例如，打开所关闭的阀，关闭打开的阀，在需要维护的时候维护阀等)。

在一些实施例中，读取器318可包括导航单元330，例如与全球定位系统(GPS)兼容的单元。导航单元330可提供实时定位信息以及方向给操作者，以引导操作者到过程控制系统中的一个或多个阀进行测试和/或读取。过程控制系统以及包含在其中的阀的具体信息可存储在如上所述的存储器326中。另外，导航单元330可确定没有被测试和/或读取的阀的接近度。在这种情况下，如果操作者靠近将被读取的阀，但是操作者开始远离该阀，则导航单元330可检测逐渐增加的距离。读取器318随后可警告操作者将要错过附近的阀。该告知可提高检查过程控制系统中全部阀的效率。

为了警告操作者有关还没有测试和/或读取、并且根据导航单元的信息有可能被错过的阀和/或指示器312，示例性位置指示系统310包括警告单元332。警告单元332输出任何适当的通知，例如包括经由扬声器的音频警告，经由显示器或其他光源发出的闪光，以及振动等。

尽管在图3中已经图释了实施该系统310的示例性方式，在图3中所图释的一个或多个元件，过程和/或装置可以被组合、分开、调整、省略、移除和/或任何其他方式实施。另外，示例性指示器312，示例性信号发生器314，示例性应答器316，示例性通信通道320，示例性读取器318，示例性接收器322，示例性处理器324，示例性存储器326，示例性显示器328，示例性导航单元330，示例性警告单元332和/或一般说来图3的示例性系统310可通过硬件、软件、固件、和/或硬件、软件和/或固件的任何组合所实现。因此，例如，示例性指示器312，示例性信号发生器314，示例性应答器316，示例性通信通道320，示例性读取器318，示例性接收器322，示例性处理器324，示例性存储器326，示例性显示器328，示例性导航单元330，示例性警告单元332，和/或一般来说该示例性系统310中的任一个可通过一个或多个电路，可编程处理器，专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑装置(PLD)和/或可域编程逻辑装置(FPLD)等所实现。另外，除了代图3中所图释的内容，图3的示例性系统310可额外的或可替代的包括一个或多个元件、过程和/或装置，和/或包括超过所图释元件、过程和装置中全部或任一中的一个。

采用图3的系统310所实现的示例性过程的流程图在图4和5中示出。在该实施例中，示例性过程包括用于由处理器例如图3所示的处理器324执行的程序。该程序可以体现为存储在有形介质上的软件，该有形介质包括例如光盘，软盘，硬盘，数字通用光盘(DVD)，或者与处理器324相关联的存储器(例如存储器326)，但是全部程序和/或其部分可另外通过处理器324之外的装置所执行，和/或以公知的方式体现在固件或专用硬件中。例如，示例性指示器314，示例性应答器316，示例性通信信道320，示例性读取器318，示例性接收器322，示例性处理器324，示例性存储器326，示例性显示器328，示例性导航单元330，示例性警告单元332和/或通常下该示例性系统310等中的任一或全部可通过软件，硬件和/或固件所实现。另外，尽管示例性程序参照图4和5所图释的流程图进行了描述，但是另外可以采用实施该示例性系统310的许多其他方式。例如，执行这些块的顺序可改变，和/或所描述的一些块可被改变、移除或者结合。

详细来看图4和5，图4和5的示例性方法是结合图1和2的示例性位置指示器112和标识器装置118、120、126和128，图3的指示器312，图3的示例性读取器以及图3的示例性位置指示系统310来描述的。然而，图4和5的示例性方法可一般性的用于实施任何其他的阀位置指示器。图4和5的流程图用于描述示例性位置指示器系统310如何获得信息以及如何处理关于阀位置和系统诊断的信息。

图4图释了示例性远程阀位置读取过程410。在示例性过程410中，操作者或其他人员读取标签(步骤412)，例如图1和2的那些标识器装置118、120、126和128和/或图3的标识器312。标签可通过手持读取装置所读取，例如图3的读取器318。示例性过程410然后确定是否存在标签(步骤414)。例如，图3的读取器318的处理器324可确定来自指示器312中任一的信号(例如包括唯一的识别编码)是否已经由接收器322所接收。如果标签应该存在但是没有存在，示例性系统310指示需要进行系统维护(步骤416)。如果没有标签存在，则全部标签都需要维护。另外，如果没有标签存在，可能是操作者没有使读取器318在正确方向上朝向被监视或检查的阀中的阀位置指示器。如果读取器318的方向不正确，则导航单元330和警告单元332可协作以警告操作者，并且示例性过程410中在步骤416可提供“不适当定向”的指示，而不是系统维护指示。

如果一个或多个标签存在，则示例性过程410可确定是否全部的冗余标签(例如图1和图2的标识器装置120和128)都存在(步骤418)。为了确定是否全部冗佘的标签都存在，读取器318的示例性处理器324确定来自冗余指示器312(例如标识器装置120和128)的信号是否已经由接收器322所接收。如果全部冗余标签都存在，则不需要进行维护，而且示例性过程410确定阀位置(在420)。例如，如果图1和2的标识器装置118和126和他们冗余标识器装置120和128确定为存在，则示例性过程410确定阀位置为打开。如果仅仅第二组标识器装置124中的标识器装置126及其冗余标识器装置128确定是存在的，则示例性过程410确定阀位置为关闭。在该位置，第一组标识器装置116的标识器装置118及其冗余标识器装置120被遮挡在罩体130之后，因而不可读也不能传送指示其存在的信息(例如唯一的标识器编码)。

如果全部冗余标签都不存在(步骤418)，则示例性过程410指示需要对于不存在的冗佘标签(步骤422)进行维护，并且确定阀位置(步骤420)。以下参照图5对存在和/不存在的标签和冗余标签的各种组合进行详细说明。

现在来看图5，示例性阀位置和系统诊断过程510包括使用读取器(例如图3的示例性读取器318)从多个标签、指示器或者标识器装置获取读数(步骤512)，该标签、指示器或者标识器装置可以是图3的示例性标识器312，和/或尤其是图1和2的示例性标识器装置118、120、126和128中的一个或多个。

示例性过程510确定是否从第一标识器装置接收(例如第一标识器装置118)读数(步骤514)。如上所述的读数可以是唯一的标识器编码或者任何其他种类的可由人员和/或机器所检测信号、能量或现象，并且可用于标识位于阀上特定位置的特定标签的存在。在该实施例中，来自第一标识器装置的读数可由符号″A″所表示。同样地，来自第二，第三和第四标识器装置的读数可由″B″，″C″和″D″分别表示。如果来自第一标识器装置的读数已经获得，示例性过程510确定来自第二标识器装置(例如第二标识器装置120)的读数是否已经获得(步骤516)。如果来自第二标识器装置的读数已经获得，示例性过程510确定来自第三标识器装置(例如第三标识器装置126)的读数是否已经获得(步骤518)。如果来自已经获得第三标识器装置的读数，示例性过程510确定来自第四标识器装置(例如第四标识器装置128)的读数是否已经获得(步骤520)。如果来自第四标识器装置的读数已经获得，则示例性过程510输出″ABCD″(步骤522)，以及如果来自第四标识器装置的读数并没有被获得，则示例性过程510输出″ABC″(步骤524)。

返回到步骤518，如果来自第三标识器装置的读数没有被获得，则示例性过程510确定来自第四标识器装置的读数是否已经获得(步骤526)。如果来自第四标识器装置的读数已经获得，示例性过程510输出″ABD″(步骤528)，并且如果来自第四标识器装置的读数没有获得，则示例性过程510输出″AB″(步骤530)。

返回到步骤516，如果来自第二标识器装置的读数没有获得，则示例性过程510确定来自第三标识器装置的读数是否已经得到(步骤532)。如果已经获得来自第三标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第四标识器装置的读数(步骤534)。如果已经获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″ACD″(步骤536)，并且如果没有获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510示出″AC″(步骤538)。

现在回到步骤532，如果没有获得来自第三标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第四标识器装置的读数(步骤540)。如果已经获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″AD″(步骤542)，并且如果没有获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″A″(步骤544)。

返回到步骤514，如果没有获得来自第一标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第二标识器装置的读数(步骤546)。如果已经获得来自第二标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第三标识器装置的读数(步骤548)。如果已经获得来自第三标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第四标识器装置的读数(步骤550)。如果已经获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″BCD″(步骤552)，并且如果没有获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″BC″(步骤554)。

现在返回到步骤548，如果没有获得来自第三标识器装置的读数，则示例性过程510确定已经获得来自第四标识器装置的读数(步骤556)。如果已经获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510示出″BD″(步骤558)，并且如果没有获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″B″(步骤560)。

返回到步骤546，如果没有获得来自第二标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第三标识器装置的读数(步骤562)。如果已经获得来自第三标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第四标识器装置的读数(步骤564)。如果已经获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″CD″(步骤566)，而且如果没有获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出″C″(步骤568)。

返回到块562，如果没有获得来自第三标识器装置的读数，则示例性过程510确定是否已经获得来自第四标识器装置的读数(步骤570)。如果已经获得来自第四标识器装置的读数，示例性过程510输出″D″(步骤572)，并且如果没有获得来自第四标识器装置的读数，则示例性过程510输出了错误信息，例如空值后者空集符号″0″(步骤574)。示例性过程510然后可针对相同或不同的阀重新开始。

如上所述，如图4和/或5中所示的一个或多个步骤可组合。另外，对于是否从一个或多个标识器装置获得读数的确定，可同时发生，或者基本上同时发生。此外，尽管关于图5所描述的实施例使用了四个标识器装置，但是也可以采用任何其他数量的标识器装置，例如包括一个，两个，三个，五个，六个等。

另外，图5中所示的输出是″A″″B″″C″和″D″的不同组合。但是，在其他实施例中，输出可以是任何其他类型的符号，或者编码，数值等。另外，所述输出可以是能够即刻告知操作员有关阀状态的文字或文本(例如打开，关闭，打开百分比和/或对于一个或多个标识器装置或相关容器进行维护的需要)。

图6所示为列出了图5的示例性输出的相应阀位置和诊断读数的表格。如图6中所示，其中输出是″ABCD″(图5的步骤522)，读取器装置318可以参考阀位置和是否需要进行维护的情况(在这个情况下时不需要进行维护)而显示″打开″和/或″OK″。输出″ACD″(步骤536)或者″BCD″(步骤552)代表阀是打开的，并且杆容器(例如图1的杆容器122)需要进行维护，因为杆容器122和/或第一标识器装置116或第二标识器装置118中的一个需要更换，维修，调整或者保养。另外，当输出是″ABD″(步骤528)，″ABC″(步骤524)或者″AB″(步骤530)的时候，代表阀是打开的并且基部容器或罩体(例如图1的罩体130)需要维护，因为罩体130和/或第三标识器装置126或者第二标识器装置128中的一个需要更换，修理，调整或者保养。当输出是″AD″(步骤542)、″AC″(步骤538)、″A″(步骤544)、″BD″(步骤558)、″BC″(步骤554)或″B″(步骤560)的时候，代表阀是打开的并且杆容器122和罩体130两者都需要维护。如果输出读取″CD″(步骤566)的时候，代表阀是关闭的并且不需要维护。读数″C″(步骤568)或者″D″(步骤572)表示了阀是关闭的并且罩体130需要维护。错误信息的输出例如空值或者空集符号″

″(步骤574)表示了需要维护或者读取器装置318没有适当地对准任何标识器装置。

图7图示了耦接到阀110的另一示例性位置指示器705。在该示例性位置指示器705中，第一组标识器装置116包括第五到第十标识器装置710、712、714、716、718和720。第一组标识器装置116是多个纵向移动的标识器装置，在该实施例中是成对示出的。然而，在其他实施例中，可以采用任何数量或搭配的标识器装置，可包括一行或三行等。图7示出了处于打开位置的阀110，在这个位置每个耦接到杆容器122的标识器装置118、120、710、712、714、716、718和720的存在都可被检测到。

在图8中，阀110处于介于打开位置和关闭位置之间的位置。该部分打开位置是通过读取标识器装置的存在与否而辨别的。因为第一组的多个标识器装置中的仅仅一部分是可读的，所以操作者被告知阀110没有完全关闭。在完全关闭位置，耦接到杆容器122的标识器装置118、120、710、712、714、716、718和720中没有一个是可读的(类似于图2中所示的实施例)。

另外，图7和8的示例性位置指示器705可仅仅包括一行耦接到阀杆114的无线标识器装置。然而，尽管在该实施例中以一行为例，但是可以使用任何朝向或排列的无线标识器装置。在该实施例中，可以有一个、两个、三个或者任何数量的无线标识器装置118、710、714和718，其中每个无线标识器装置都具有与其相关的值(例如冲程或打开程度的百分比)。例如，标识器装置118、710、714和718可分别具有与其相关的值为0，25，50和100，这些值是阀位置百分比的文字表示(即0、25、50和100分别表示完全关闭，四分之一打开，半开，和完全打开)。同样，也可以采用任何其他值包括，例如33、67等。另外在另一其他实施例中，这些值是可变的，其直接表示阀的位置。例如，所述值可以是″X″，以表示标识器装置的存在，并且″X″的数量与阀位置相关，而不同数量的″X″与不同阀位置相关。阀位置可附加或者可替换地告知操作者阀的操作状态和/或是否需要维护。

远程无线电子读取器(例如图3的读取器318)可以使用，例如近场通信协议和/或窄焦点天线，以传送窄激励场，以激活一个或多个标识器装置。源自标识器装置的信号，例如编码信号，在读取器处被接收。这些值表示阀的位置。在一些实施例中，人员可以将读取器(即窄激励场)对准阀(例如长-冲程阀)上的一个位置(例如无线识别装置)，以从无线识别装置获得表现了阀位置的单个读数。在其他实施例中，人员可以从多个标识器装置获取读数，并且操作者可通过使用，例如所接收值的最大值，来确定阀位置。另外，读取器可包括方向定位导向件(例如光，激光等)以辅助操作者使读取器朝向特定的无线识别装置。图9和10示出了另一实施例，其中阀910是旋转阀(与之不同的是例如上述关于图1、2、7、8中所述的滑动杆阀110)，其通过在图9和10中所示的箭头方向上将轴912绕着阀轴912的纵向轴线旋转打开和关闭。在该实施例中，阀位置指示器914包括第一组标签或者标识器装置916，其包括第一标签或者标识器装置918，以及第二标签或标识器装置920，这两者都耦接到阀轴912。在该实施例中，第一组标识器装置916直接耦接到阀轴912。在其他实施例中，第一组标识器装置916可以直接经由轴容器(未示出)耦接到阀轴912，轴容器类似于如上所述的杆容器122。示例性位置标识器914还包括第二组标识器装置922，其包括第三标识器装置924，以及第四标识器装置926。第二组标识器装置922耦接到基部容器或者罩体928。在该实施例中，标识器装置918、920、924和926类似于如上所述的标识器装置118、120、126和128。同样的，罩体928类似于如上所述的罩体130，除非在此进行说明。例如，罩体928包括罩，或者具有遮挡装置，该遮挡装置耦接到其内径930的至少一部分，以防止从第一组标识器装置926读取或者获取信息或者与其进行通信。

在图9-10中示出的替代位置指示器914中，罩体928具有窗口或开口932。如图9中所示，第一组标识器装置916位于开口932对面(即对齐)。在该位置中，标识器装置918、920、924和926中的每一个都是可读的，并且如上所述，阀910是打开的，并且标识器装置918、920、924和926和/或罩体928都不需要维护。

在阀轴912旋转的时候，第一组标识器装置916与阀轴912一起旋转，并且如图10所示，第一组标识器装置916离开与窗口932的对齐位置。在这样的搭配中，第一组标识器装置916是位于罩体928的罩930后方，且因此并不可读。仅仅第二组标识器装置922是可读的，其代表阀910处于闭合位置。在其他实施例中，标识器装置918和920可被反向防止，从而第一组标识器装置916的存在表示阀910是关闭的。此外，当窗口或者开口932如图9和10所示为罩体928的孔，在其他实施例中，开口910可以是罩体928上没有偶接到罩表面930的区域。

图11示出了闸刀阀1110的局部剖视图和分解图，包括阀杆1112，其可操作耦接到手轮1114。阀杆1112耦接到闸刀口1116，阀杆1112可动用于打开或关闭阀1110。尽管在图11中没有示出，可以采用将位置指示器112耦接到图1中阀杆114相同的方式将为之指示器112耦接到阀杆1112，从而将位置指示器112引入到本实施例之中。另外，如果需要可以采用类似于上述实施例的罩体130。

图11还示出了示例性读取器1118，操作者可以利用其从任何本实施例中可以包括的位置指示器(例如图1的滑动阀的第一和第二组标识器装置116和124，图9旋转阀的位置指示器914等)获取信息。在本实施例中，读取器1118包括嵌入的接收器或收发器，例如从标识器装置接收信息天线。如上所述，来自这些标识器装置的信息可用于确定是否阀1110是打开或者关闭的，并且是否需要维护。读取器1118可在多协议环境中使用，并且被设计为在数据收集应用中消除人的干预和视线限制。，有关读取器1118细节在前面有关图3的系统310中进行了描述。

图12示出了与示例性阀1210的其他结构相关的示例性阀杆1212的局部剖视图。正如所讨论的，阀杆1212耦接到阀塞1214，其接合阀座1116，以打开或关闭阀1210。尽管在图12中没有示出，上述的示例性位置指示器112也可以用于本实施例中。而且，图12所示的示例性阀1210包括附加的标识器装置1218。附加的标识器装置1218包含标识信息，例如阀维护历史、阀装运信息，安装信息，阀制造以及模型信息，所推荐的备件，联系信息或维护程序中的一个或多项信息。

图12还示出了示例性定位器1220，其可包含嵌入或集成的读取器或其他RFID功能，可被操作者用来从附加的标识器装置1218获得信息。在该实施例中，定位器1220中的读取器可包括接收器或天线1222，以从附件标识器装置1218接收信息。在其他实施例中，定位器1220可包括任何其他适当的接收器装置，以从附加的标识器装置1218接收和/或读取信息。传统上，标识信息是通过操作者人工输入的。附加标识信息的便利和自动读取降低了阀的组装，评估，测试和维护时间。另外，在其他实施例中，定位器1220的读取器可从例如图1的第一和第二标识器装置116和124读取信息。来自这些标识器装置的信息可用于确定是否阀是打开或者关闭，以及是否需要维护，如上所述。在该实施例中，定位器1220的读取器可附加或者可替换的通过现场总线网络与例如现场设备，控制器或者其他耦接到该网络的设备通信。

另外，在一些实施例中，可采用编码(例如色彩编码)装置作为任一在此所述的元件(例如杆容器122和/或罩体130)，以进一步增强这些元件的人工和可见检查。另外，尽管在此描述的实施例描述了使用位置指示器来确定阀位置，在此描述的示例性指示器通常可以应用到其他装置，只要这些装置具有分散位置的移动元件，例如包括开关和/或断路器。此外，在此示出的示例性实施方式可整体或者部分组合在人工和/或自动控制的滑动、旋转和/或其他阀中。

另外，在此描述示例性阀位置指示器可用来指示阀位置，作为对于自动控制阀中位置反馈操作的冗余操作。例如，包括分压计或者其他传感器或者自动确定阀位置的位置指示器的阀，可将信号传送到读取器(例如图11的读取器1118)，该信息包括与阀位置相关的信息。另外，读取器可根据在此描述的无线标识器实施例中的任一个而独立收集与阀位置相关的信息。通过读取器所收集的信息以及通过自动定位传感器所传送的信息可被读取器显示(例如同时)，用于由操作者进行比较。如果信息相应或者基本上相应，则操作者可以很确定的对阀位置和/或适当操作进行验证。如果信息并不相应，则可能需要对阀和/或位置指示器进行维护，更换或者其他保养。

虽然在此已经描述了某些实施例的方法、装置和制品，但是本专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利涵盖了或者字面解释下或者处于等同原则下清楚落入到所附的权利要求的全部方法、设备或者制品。

Claims (20)

1.一种设备，其包括：

阀体；

阀杆；以及

阀位置指示器，其包括：

无线标识器装置，其耦接到杆容器，所述阀杆穿过所述杆容器，所述无线标识器装置与所述阀杆一起移动，其中所述无线标识器装置用于将表示所述阀杆位置的信息传送到远程无线电子读取器；以及

罩体，其用于当所述阀杆处于第一位置的时候防止所述无线标识器装置将所述信息传送到所述远程无线电子读取器，以及用于当所述阀杆处于第二位置的时候使得所述无线标识器装置将所述信息传送到所述远程无线电子读取器。

2.如权利要求1所述的设备，其还包括耦接到阀杆的多个无线标识器。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述多个无线标识器中的至少一个相对于所述多个无线标识器中的另一个是冗余的。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述多个无线标识器中的至少一个并不耦接到杆，并且用于无论所述阀杆为何都将进一步的信息传送到所述远程无线读取器。

5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述多个无线标识器中的至少一个布置在所述阀杆上，以将表示全开位置和全关位置之间的所述阀杆的位置的信息传送到所述远程无线电子读取器。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述罩体包括基本上阻断从所述无线标识器到所述远程无线读取器的电磁信号传送的材料。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述罩体包括开口，其用于当所述无线标识器位于所述开口对面时使得所述无线标识器能够将信息穿过所述罩体传送到所述远程无线读取器。

8.如权利要求1所述的设备，还包括流体流量控制设备，其耦接到所述阀杆用于控制流过所述阀体的流孔的流体流，其中所述流体控制设备可纵向移动位置以控制流过所述流动的所述流体流。

9.如权利要求1所述的设备，其还包括流体流量控制设备，其耦接到所述阀杆用于控制流过所述阀体的流孔的流体流，其中所述流体流量控制设备可旋转的移动位置以控制流过所述流孔的所述流体流。

10.一种设备，其包括：

阀体；

阀杆；以及

阀位置指示器，其包括：

无线标识器装置，其直接耦接到所述阀杆以随着所述阀杆运动，其中所述无线标识器装置用于将表示所述阀杆位置的信息传送到远程无线电子读取器；以及

罩体，其用于当所述阀杆处于第一位置的时候防止所述无线标识器装置将所述信息传送到所述远程无线电子读取器，以及用于当所述阀杆处于第二位置的时候使得所述无线标识器装置将所述信息传送到所述远程无线电子读取器。

11.如权利要求10所述的设备，还包括流体流量控制设备，其耦接到所述阀杆以控制流过所述阀体的流孔的流体流，其中所述流体流量控制设备可纵向移动位置以控制流过所述流孔的所述流体流。

12.如权利要求10所述的设备，还包括流体流量控制设备，其耦接到所述阀杆以控制流过所述阀体的流孔的流体流，其中所述流体流量控制设备可旋转移动的移动位置以控制流过所述流孔的所述流体流。

13.如权利要求10所述的设备，其特征在于所述罩体包括开口，其在所述无线标识器与所述开口至少部分对齐的时候使得所述无线标识器将信息从所述罩体的内部传送到所述罩体的外部。

14.如权利要求10所述的设备，还包括耦接到所述阀杆的多个无线标识器，其中所述多个无线标识器中的至少一个布置在所述阀杆上，以将表示处于全开位置和全关位置之间的所述阀杆的位置信息传送到所述远程无线电子读取器。

15.一种设备，其包括：

阀体；

阀杆；

流体流量控制设备，其耦接到所述阀杆，该流体流量控制设备可在第一位置和第二位置之间移动，以控制流过所述阀体的流孔的流体流；以及

阀位置指示器，其耦接到所述阀杆，所述阀位置指示器用于提供与所述流体流量控制设备的第一位置相关联的第一值，以及提供与所述流体流量控制设备的第二位置相关联的第二值。

16.如权利要求15所述的设备，还包括耦接到所述阀杆的多个无线标识器。

17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述多个无线标识器中的至少一个相对于所述多个无线标识器中的另一个是冗余的，其中所述冗佘无线标识器中的一个发生故障或不可读取时提供检查或者维护通知。

18.如权利要求16所述的设备，其特征在于，在第一位置中，第一数量的所述无线标识器是可由电子读取器读取的，在第二位置中，第二数量的所述无线标识器是可由所述电子读取器读取的，所述第一位置与全关位置相关联，所述第二位置与全开位置相关联。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，在第三位置中，第三数量的所述无线标识器是可由所述电子读取器读取的，所述第三位置是与所述第一和第二位置之间的中间位置相关联的。

20.如权利要求15所述的设备，其特征在于所述流体流量控制设备可纵向移动位置，以控制流过所述流孔的所述流体流。

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