CN104024809A - 用于确定和/或监测过程变量的界限值的装置 - Google Patents

用于确定和/或监测过程变量的界限值的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104024809A
CN104024809A CN201280065318.7A CN201280065318A CN104024809A CN 104024809 A CN104024809 A CN 104024809A CN 201280065318 A CN201280065318 A CN 201280065318A CN 104024809 A CN104024809 A CN 104024809A
Authority
CN
China
Prior art keywords
process variable
signal
control system
unit
voltage control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280065318.7A
Other languages
English (en)
Inventor
克里斯托夫·萨海
米夏埃尔·德奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of CN104024809A publication Critical patent/CN104024809A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/228—Circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
    • G01F23/2967—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing
    • G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N2011/006—Determining flow properties indirectly by measuring other parameters of the system
    • G01N2011/0066—Determining flow properties indirectly by measuring other parameters of the system electrical properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

一种用于确定和/或监测在容器(3)中的介质(4)的过程变量的至少一个界限值的装置(1)，具有用于登记依赖于过程变量的测量值的至少一个传感器单元以及用于产生依赖于过程变量的测量信号(S)的至少一个电子单元(13)。本发明特征在于装置(1)被设计为经由记录器装置或过程控制系统(2)的电压输出(21)和数字输入(22)获得能量。

Description

用于确定和/或监测过程变量的界限值的装置
技术领域
本发明涉及用于确定和/或监测在容器中的介质的过程变量的至少一个界限值的装置，包括用于登记依赖于过程变量的测量值的至少一个传感器单元以及用于产生依赖于过程变量的测量信号的至少一个电子单元。过程变量优选地是介质的限位、密度或粘度。
背景技术
从现有技术水平已知电子振动限位开关，其在机械可振荡单元的帮助下监测液体或散货(bulk good)的限位。例如，在散货的情况下是连杆、在液体的情况下是具有两个齿的叉子的可机械振荡单元被激励使得其执行谐振振荡。一般来说，在这种情况下，振荡激励凭借压电式或电感式换能器发生。如果可振荡单元被待监测限位的介质覆盖的程度改变，则这影响可振荡单元的振荡频率。通过建立界限值并且比较当前振荡频率与界限值，可以检测介质的填充水平超过还是不超过限位。现代的电子振动限位开关即使在强烈地增生物形成或起泡沫的媒介的情况下，也能够可靠地确定限位。这样的限位开关由申请人以大量改型按照商标Liquiphant生产或出售。
进一步可知，限位开关具有至少一个电极并且利用电容性或导电性原理。另一个电极或容器用作对置电极。通过由电极以及对置电极形成的电容器的、被作为电介质的介质改变的电容，来电容地测量限位。在电容性测量的情况下，电容性介质将电极以及对置电极短路。
上述限位开关需要用于测量的电能。一般来说，能量供应经由与电源的2导体连接发生。经由第三线，限位开关将开关信号传送到记录器装置或控制单元，例如，可编程逻辑控制器(PLC)，用于下游现场设备的控制。
没有辅助能量并且因此只具有两个导体的情况下操作的是所谓的机械浮子开关。这些是由连杆以及一个或多个磁性浮体形成的，连杆被垂直地引入所测量的液体，一个或多个磁性浮体在垂直方向上可自由移动但是由连杆引导。如果浮子达到被监测的料位，它闭合电接触并且因此连接处理单元的输出以及输入。这样的机械浮子开关在没有辅助能量的情况下操作，但是比电子振动或电容性限位开关更易受磨损的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于登记过程变量的界限值并且仅需要两个连接导体的电子装置。
该目的通过包括实施该装置以经由记录器装置或过程控制系统的电压输出以及数字输入获得能量的特征实现。
根据本发明，提供了一种测量设备，其从记录器装置或过程控制系统中获得操作所需的能量，并且因此，不需要用于供应辅助能量的分开的连接。
在第一实施例中，测量信号是开关信号，其根据过程变量采取两个可能状态中的一个。
在实施例中，该装置包括电压控制系统，其将电压输出与数字输入连接。
在实施例中，电压控制系统根据测量信号控制装置的端子电压。
在进一步的发展中，电压控制系统为电子单元供应恒定功率。
在进一步的发展中，电压控制系统具有可变内部电阻。
在实施例中，下游控制装置和/或记录器装置是可编程逻辑控制器或数字屏幕记录器。
在实施例中，过程变量是在容器中的液体或散货的限位或者是介质的密度或粘度的界限值。
实施例提供：传感器单元是具有驱动/接收单元的机械可振荡单元(mechanically oscillateable unit)，其激励可振荡单元以执行振荡并且接收振荡并且将它们转换为电接收信号，并且电子单元被实施为控制振荡激励并且参照过程变量评估接收信号。
另一个实施例提供：传感器单元被实施为具有至少一个电极的导电性或电容性探针，并且电子单元被实施为向电极供应电发射信号、接收电接收信号并参照过程变量评估接收信号。
附图说明
现将基于附图更加详细地阐述本发明，附图如下所示：
图1概要地示出电子振动测量设备；以及
图2概要地示出电子振动测量设备的部件以及其能量供应。
具体实施方式
图1示出用于确定和/或监测在容器中的介质的限位、密度或粘度的电子振动测量设备1。这样的用于监测预先确定的限位的装置还被称为电子振动限位开关。在容器3中测量设备1被设置在被监测的料位高度处，使得可振荡单元11向内伸进容器3，而外壳保持在容器3的外面。可振荡单元11由两个齿形成，两个齿经由膜彼此耦接并且经由该膜可激励以执行机械振荡。布置在膜后侧背向介质4的是机电换能器单元12，其激励可振荡单元11以执行谐振机械振荡并且由此接收机械振荡并将它们转换为电接收信号。例如，驱动/接收单元12由一个或多个压电式或电感式换能器元件形成。
替代两个振荡齿，可振荡单元11还可以由一个振荡连杆或者仅由膜形成。
一般来说，对振荡的激励经由模拟振荡电路发生，其中在激励器信号以及接收信号之间的相位偏移被固定地预先确定；或者对振荡的激励凭借所谓的频率扫描数字地发生，在该情况下，在激励器信号以离散阶跃连续地通过预先确定的频带，并且在这种情况下，也通过谐振频率。
为了确定过程变量，电子单元13基于接收信号评估至少一个振荡特性。为此，例如，电子单元13包括以微控制器或FPGA(现场可编程门阵列)的形式的逻辑单元。对于料位测量，逻辑单元评估在激励到谐振振荡的情况下的振荡频率，在其中逻辑单元将测量频率与提供的界限频率比较。如果振荡频率在该阈值以下，则可振荡单元11被介质4覆盖；如果振荡频率在该阈值以上，可振荡单元11自由振荡。
类似于限位，还有用于密度和用于粘度的可提供的阈值，其超过或不超过是可检测的并且能够以开关信号的形式发出。
在泵的情况下，限位开关经常被用作过度装料阻止器或作为空转保护。为此，例如420mA信号的限位开关的输出信号被馈送到过程控制器，过程控制器根据输出信号控制诸如例如被布置在下游的阀门或泵的致动器。
除了电子振动限位开关，还已知按照导电性或电容性原理工作的限位开关。这些具有探针单元，该探针单元具有被供以电激励信号的至少一个电极。从在电极以及地电极或容器壁之间的电容或基于导电性，料位是可确定的。
在此将使用振荡叉作为限位开关的示例解释本发明。然而，本发明同样适用于其他用于登记过程变量的界限值以及用于输出开关信号的装置的情况，尤其是在限位开关的情况。换句话说，测量设备可以是用于输出两种状态的任意测量设备。
图2示出本发明的电子振动限位开关的框图。其以开关信号的形式产生输出信号，输出信号可以采用两个值，其中一个值意味着“被覆盖”，而另一个意味着“自由”。
与现有技术水平已知的限位开关相比，本发明的限位开关不需要两个用于能量供应的导体以及用于将输出信号传输到下游的用于记录和/或图形化表示限位开关的测量值的记录器装置或传输到过程控制系统的第三个导体。更确切地讲，两个导体是足够的。与此相一致，测量设备1与两个导体连接，一个到过程控制系统2的电压输出21，一个到数字输入22，例如，PLC。电压输出21提供恒定电压——例如，24V。一般来说，用于测量设备1的操作所需的功率处于1-10mW幅值的量级，并且因此能够从过程控制系统2中没有问题地提取。
测量设备1的电压控制系统14被连接在两个端子之间并且把电压输出21与数字输入22连接。根据表示从电子单元13被馈送到电压控制系统14的测量信号S的开关状态，电压控制系统14将端子电压设定为第一或第二值。为了产生可区分的输出信号，第一值例如在1到5V之间并且第二值在20到24V之间，优选地分别在5V以及20V。例如，端子电压的设定经由电压控制系统14的内部电阻的控制而发生。优选地，选择两个电阻值，使得对于端子电压的两个值功率提取是相等的。因此，电子单元13被提供以恒定功率，与开关状态无关。
附图标记列表
1    测量设备
11   可振荡单元
12   电子单元
13   电压控制系统
14   功率控制系统
2    过程控制系统
21   模拟输出
22   数字输入
3    容器
4    介质
S    测量信号

Claims (10)

1.一种用于确定和/或监测在容器(3)中的介质(4)的过程变量的至少一个界限值的装置(1)，该装置(1)包括：至少一个传感器单元，用于登记依赖于所述过程变量的测量值；以及至少一个电子单元(13)，用于产生依赖于所述过程变量的测量信号(S)，
所述装置的特征在于：
所述装置(1)被实施为经由记录器装置或过程控制系统(2)的电压输出(21)和数字输入(22)获得能量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述测量信号(S)是开关信号，该开关信号根据所述过程变量采用两个可能状态中的一个。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：
所述装置包括电压控制系统(14)，所述电压控制系统(14)把所述电压输出(21)与所述数字输入(22)连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：
所述电压控制系统(14)根据所述测量信号(S)控制所述装置(1)的端子电压。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于：
所述电压控制系统(14)为所述电子单元(13)供应恒定功率。
6.根据权利要求3-5中的一项所述的装置，其特征在于：
所述电压控制系统(14)具有可变内部电阻。
7.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于：
下游控制装置和/或记录器装置(2)是可编程逻辑控制器或数字屏幕记录器。
8.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于：
所述过程变量是在所述容器中的液体或散货的限位，或者是所述介质(4)的密度或粘度的界限值。
9.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于：
所述传感器单元是具有驱动/接收单元(12)的机械可振荡单元(11)，所述驱动/接收单元(12)激励所述可振荡单元(11)以执行振荡并且接收所述振荡并且将其转换为电接收信号，并且
所述电子单元(13)被实施为控制这种振荡激励并且参照所述过程变量评估所述接收信号。
10.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于：
所述传感器单元被实施为具有至少一个电极的导电性或电容性探针，并且
所述电子单元(13)被实施为向所述电极供应电发射信号、接收电接收信号并参照所述过程变量评估所述接收信号。
CN201280065318.7A 2011-12-27 2012-11-22 用于确定和/或监测过程变量的界限值的装置 Pending CN104024809A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110089941 DE102011089941A1 (de) 2011-12-27 2011-12-27 Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Grenzwertes einer Prozessgröße
DE102011089941.3 2011-12-27
PCT/EP2012/073373 WO2013097989A1 (de) 2011-12-27 2012-11-22 Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung eines grenzwertes einer prozessgrösse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104024809A true CN104024809A (zh) 2014-09-03

Family

ID=47428572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280065318.7A Pending CN104024809A (zh) 2011-12-27 2012-11-22 用于确定和/或监测过程变量的界限值的装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10067081B2 (zh)
EP (1) EP2798317B1 (zh)
CN (1) CN104024809A (zh)
DE (1) DE102011089941A1 (zh)
WO (1) WO2013097989A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2811269A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-10 VEGA Grieshaber KG Multigrenzstandmessgerät
DE102015223868B4 (de) * 2015-12-01 2024-02-22 Ifm Electronic Gmbh Anordnung und Verfahren zur kapazitiven Füllstandsbestimmung
DE102015122284A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Elektronikeinheit mit Diagnosefunktion
DE102017102678A1 (de) * 2017-02-10 2018-08-16 Endress+Hauser SE+Co. KG Feldgerät zur Bestimmung eines Grenzwertes
JP6923187B2 (ja) * 2017-05-10 2021-08-18 ディテック株式会社 粘度測定装置
US10845230B2 (en) 2018-04-18 2020-11-24 Methode Electronics, Inc. Two-wire circuit function by supply modulation

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2081452A (en) * 1980-08-01 1982-02-17 Endress Hauser Gmbh Co Container fluid level determination
CN1187242A (zh) * 1995-06-07 1998-07-08 罗斯蒙德公司 双线料面发送器
EP0883097A2 (de) * 1997-06-05 1998-12-09 Endress + Hauser GmbH + Co. Anordnung zur Signalübertragung zwischen einer Geberstelle und einer Empfangsstelle
DE29917651U1 (de) * 1999-10-07 2000-11-09 Siemens AG, 80333 München Meßumformer sowie Prozeßleitsystem
EP1134562A1 (de) * 2000-03-15 2001-09-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Verfahren zur Übertragung eines Messignals zwischen einer Messeinheit und einer Steuereinheit
WO2002045045A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-06 Vega Grieshaber Kg Elektronische messvorrichtung zur erfassung einer prozesswvariablen, und verfahren zum betreiben einer solchen messvorrichtung
US20030139146A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-24 Claude Mercier Current loop control circuit for a time of flight ranging system
CN1516808A (zh) * 2001-06-19 2004-07-28 ����˹+��˹���������ɷ����޹�˾ 粘度测量装置
EP2045791A1 (en) * 2007-10-01 2009-04-08 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. An electronic device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102318025B (zh) * 2009-01-30 2015-11-25 威卡亚历山大威甘德股份有限公司 用于确定绝缘室或开关柜中的sf6气体的填充量的测量设备及相应的方法
CN102859852B (zh) * 2010-04-19 2015-11-25 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 测量变换器的驱动电路及由该驱动电路形成的测量系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2081452A (en) * 1980-08-01 1982-02-17 Endress Hauser Gmbh Co Container fluid level determination
CN1187242A (zh) * 1995-06-07 1998-07-08 罗斯蒙德公司 双线料面发送器
EP0883097A2 (de) * 1997-06-05 1998-12-09 Endress + Hauser GmbH + Co. Anordnung zur Signalübertragung zwischen einer Geberstelle und einer Empfangsstelle
DE29917651U1 (de) * 1999-10-07 2000-11-09 Siemens AG, 80333 München Meßumformer sowie Prozeßleitsystem
EP1134562A1 (de) * 2000-03-15 2001-09-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Verfahren zur Übertragung eines Messignals zwischen einer Messeinheit und einer Steuereinheit
WO2002045045A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-06 Vega Grieshaber Kg Elektronische messvorrichtung zur erfassung einer prozesswvariablen, und verfahren zum betreiben einer solchen messvorrichtung
CN1516808A (zh) * 2001-06-19 2004-07-28 ����˹+��˹���������ɷ����޹�˾ 粘度测量装置
US20030139146A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-24 Claude Mercier Current loop control circuit for a time of flight ranging system
EP2045791A1 (en) * 2007-10-01 2009-04-08 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. An electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011089941A1 (de) 2013-06-27
EP2798317A1 (de) 2014-11-05
US10067081B2 (en) 2018-09-04
US20150107356A1 (en) 2015-04-23
EP2798317B1 (de) 2020-07-01
WO2013097989A1 (de) 2013-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104024809A (zh) 用于确定和/或监测过程变量的界限值的装置
CN103038612B (zh) 用于确定和/或监控预定料位的设备
US8176778B2 (en) Capacitive level sensor with a plurality of segments comprising each a capacitor and a circuit
US11084293B2 (en) Container for fluid
CN104246454B (zh) 用于监控预定料位的装置
CN104011528B (zh) 用于确定和/或监测至少一个过程变量的装置
CN102575956A (zh) 料位测量装置
CN107764346B (zh) 用于运行磁感应式流量测量仪的方法和磁感应式流量测量仪
CN104024810A (zh) 用于确定和/或监视至少一个过程变量的装置
CN104024811A (zh) 用于确定和/或监视至少一个过程变量的设备
CN107835936A (zh) 用于振动传感器的相位控制单元
CN101508204B (zh) 可测量物品剩余量的容器
CN209416619U (zh) 一种泄漏检测装置
US20230236102A1 (en) Symmetrizing a vibronic sensor
CN102686988B (zh) 用于确定至少一个过程变量的设备
US7401513B2 (en) Electronic method and system for detection of conducting or dielectric medium with dielectric constant higher than that of air
US20170229819A1 (en) Terminal Block, Connection Apparatus Formed Therewith, and Field Device with such a Connection Apparatus
CN114641698A (zh) 监视振动传感器的状态
CN105849512A (zh) 用于确定和/或监视介质的过程变量的系统
CN113227726A (zh) 料位测量装置
US11099053B2 (en) Fail-safe limit level switch
CN117597568A (zh) 监视系统以及监视方法
CN112334742A (zh) 现场设备的参数化
CN111380658A (zh) 一种泄漏检测装置及方法
Kazmer et al. Wireless pressure sensor for injection molding

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140903