CN104932293B - 用于监测信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监测信号的方法和装置。该方法包括：将模拟信号的幅度与包括第一高阈值和第一低阈值的第一阈值对进行比较；当模拟信号的幅度超过第一高阈值时，将主要监测信号设置成第一值；当模拟信号的幅度减小到第一低阈值以下时，将主要监测信号设置成第二值；将模拟信号的幅度与包括第二高阈值和第二低阈值的第二阈值对进行比较，其中第二高阈值大于第一高阈值并且第二低阈值小于第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第二高阈值时，将辅助监测信号设置成第一值；当模拟信号的幅度减小到第二低阈值以下时，将辅助监测信号设置成第二值；将主要监测信号与辅助监测信号进行比较；以及根据该比较来确定对模拟信号的监测是否存在错误。

Description

用于监测信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于监测模拟信号的方法和装置。
背景技术
工业过程可以由传感器来测量。传感器可以输出模拟信号。特别地，模拟信号可以包括一系列脉冲。可以监测模拟信号以根据模拟信号确定工业过程的一个或更多个属性。例如，可以通过对模拟信号中的脉冲进行计数来监测模拟信号。
期望以故障安全方式来监测模拟信号。例如，期望提供一种以能够监测和诊断在模拟信号的监测中的错误由此发送高级安全完整性(safety integrity)的方式来监测模拟系统的方法。
发明内容
根据第一方面，提供了一种监测从传感器输出的模拟信号的方法，该方法包括：将模拟信号的幅度与第一阈值对进行比较，其中，该第一阈值对包括第一高阈值和第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第一高阈值时，将主要监测信号设置成第一值；当模拟信号的幅度减小到第一低阈值以下时，将主要监测信号设置成第二值；将模拟信号的幅度与第二阈值对进行比较，其中，该第二阈值对包括第二高阈值和第二低阈值，并且其中，第二高阈值大于第一高阈值，并且第二低阈值小于第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第二高阈值时，将辅助监测信号设置成第一值；当模拟信号的幅度减小到第二低阈值以下时，将辅助监测信号设置成第二值；将主要监测信号与辅助监测信号进行比较并且根据该比较来确定对模拟信号的监测是否存在错误。
根据第二方面，提供了一种信号监测系统，该信号监测系统包括：输入接口、第一比较器、第二比较器和控制器。该输入接口被配置成从传感器接收模拟信号。该第一比较器被配置成：将模拟信号的幅度与包括第一高阈值和第一低阈值的第一阈值对进行比较；当模拟信号的幅度超过第一高阈值时，将主要监测信号的值设置成第一值；以及当模拟信号的幅度减小到第一低阈值以下时，将主要监测信号的值设置成第二值。该第二比较器被配置成：将模拟信号的幅度与包括第二高阈值和第二低阈值的第二阈值对进行比较，其中，第二高阈值大于第一高阈值，并且第二低阈值小于第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第二高阈值时，将辅助监测信号的值设置成第一值；以及当模拟信号的幅度减小到第二低阈值以下时，将辅助监测信号的值设置成第二值。该控制器被配置成：接收主要监测信号和辅助监测信号；将该主要监测信号和该辅助监测信号进行比较；以及根据该比较来确定信号监测系统是否存在错误。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式来描述发明的实施方式，在附图中：
图1是由传感器和监测系统监测并且由过程控制系统控制的工业过程的示意图；
图2是监测系统的实施方式的示意图；
图3a是从图1的传感器输出的示例性模拟信号的幅度的示意性表示；
图3b是从图1的监测系统的输入接口输出的主要监测信号的示意性表示；
图3c是从图1的监测系统的输入接口输出的辅助监测信号的示意性表示；
图4a是从图1的传感器输出的模拟信号的另一示例的示意性表示；
图4b是从图1的监测系统的输入接口输出的主要监测信号的另一示例的示意性表示；
图4c是从图1的监测系统的输入接口输出的辅助监测信号的另一示例的示意性表示；
图5a是从图1的传感器输出的模拟信号的另一示例的示意性表示；
图5b是从图1的监测系统的输入接口输出的主要监测信号的另一示例的示意性表示；
图5c是从图1的监测系统的输入接口输出的辅助监测信号的另一示例的示意性表示；以及
图6是在图1的监测系统的第一监测信道和第二监测信道上输出的信号的示意性表示。
具体实施方式
图1示意性地描绘了由传感器3和监测系统1监测并且由过程控制系统4控制的工业过程2。传感器3被配置成测量或感测工业过程2并且输出模拟信号5。从传感器3输出的模拟信号5可以对应于与工业过程2的属性，诸如例如工业过程2的一些元件的速度或频率。监测系统1可以用于监测从传感器3输出的模拟信号5中的脉冲的频率。
在一个实施方式中，传感器3可以例如被配置成测量旋转体，如涡轮。在这样的实施方式中，模拟信号5中的脉冲的频率可以对应于涡轮机的旋转频率。
在替选实施方式中，传感器3可以例如被配置成测量流体流动。在这样的实施方式中，模拟信号5中的脉冲的频率可以对应于流体流动的属性，例如特定体积的流体经过传感器3的频率。
一般地，传感器3可以被配置成测量任何工业过程2，并且产生与工业过程2的属性相对应的模拟信号5。通过利用监测系统1监测模拟信号5来监测工业过程2。监测系统1可以例如对模拟信号5中的脉冲进行计数，以确定工业过程2的一个或更多个属性，例如涡轮机的旋转频率。
期望以故障安全的方式来监测模拟信号5以确定工业过程2的一个或更多个属性。也就是说，期望施行考虑到监测传感器3和/或监测系统1中的错误(error)或故障的系统和/或程序。特别地，期望确定在模拟信号5的监测中是否存在错误。
工业过程2可以由过程控制系统4来控制(如在图1中所描绘的)。过程控制系统4可以根据从监测系统1发送至过程控制系统4的信息6来控制工业过程2。例如，监测系统1可以向过程控制系统4发送如由传感器3和监测系统1确定的与工业过程2的速度和/或频率有关的信息6。过程控制系统4可以被配置成使用所接收的与工业过程2的速度和/或频率有关的信息6来控制工业过程2的速度和/或频率。
在这样的实施方式中，特别地，期望监测系统1以故障安全的方式来监测模拟信号5。如果在模拟信号5的监测中出现错误，则这可能会对过程控制系统4安全控制工业过程2的能力产生不利影响。例如，按照来自监测系统1的错误信息6动作的过程控制系统4可能会使工业过程2以可能会损害执行工业过程2的装置的模式或速度来进行操作。例如，可能会使涡轮机加速至可能会损害涡轮机的超速状态。因此，期望检测在模拟信号5的监测中的任何这样的故障或错误，使得可以相应地控制工业过程2。
在一些实施方式中，特别地，期望确保监测系统1不遗漏工业过程2中的任何事件。例如，在一个实施方式中，工业过程2可以是穿过边界的流体流动，在所述边界处流体的所有权发生改变。在这样的实施方式中，期望精确地确定穿过边界并且改变所有权的流体的量。模拟信号5中的脉冲可以与特定体积的流体穿过边界相对应。因此，重要的可能是确保不遗漏模拟信号5中的脉冲，以确保不遗漏穿过边界的流体。
图2示意性地描绘了监测系统1的实施方式。监测系统1接收例如可能从图1所示的传感器3输出的模拟信号5。模拟信号5输入至监测系统1的输入接口7。如下文将进一步描述的，输入接口7接收模拟信号5，并且将模拟信号5转换成主要监测信号和辅助监测信号。主要监测信号和辅助监测信号被输入至监测系统1的控制器17。
图3a是被输入至输入接口7的模拟信号5的的幅度随时间变化的表示。模拟信号5的幅度可以例如是在输入接口7的输入端处的电压的幅度。如在图3a中看到的，模拟信号包括一系列脉冲。如图3a所示，该一系列脉冲可以包括具有正幅度的脉冲20a和具有负幅度的脉冲20b。一般地，模拟信号5可以包括正脉冲20a和/或负脉冲20b的任何组合。
在图3a中描绘的模拟信号5可以例如与从监测旋转体(如涡轮机)的传感器3输出的电压相对应。旋转体可以包括在本体旋转时经过传感器3的一个或更多个磁体。当磁体经过传感器3时，可以在传感器3处产生磁场，该磁场在传感器3中感生出电压。在传感器3中感生的电压与传感器3中的磁场的变化率成比例。当磁体朝向传感器3移动时，传感器中的磁场增大，并且因此信号5的幅度也增大。磁场的增加率达到峰值，该峰值引起信号5中的正脉冲20a。一旦磁体经过传感器3并且远离传感器3移动，则传感器3中的磁场减小，这使得在传感器3中感生出负电压。负电压引起在信号5中的负脉冲20b。
跟随有负脉冲20b的正脉冲20a可以被认为是模拟信号5中的单个脉冲事件20。因此，在图3a中描绘的三个正脉冲20a和三个负脉冲20b可以被认为是三个单独的脉冲事件20，其中每个脉冲事件20与磁体经过传感器3的单独事件相对应。期望确定出现脉冲事件20的频率和/或监测在给定时间段中出现的脉冲事件20的总数目。这使得能够确定工业过程2的一个或更多个属性。例如，在上述实施方式中，脉冲事件20的频率可以用于确定由传感器3测量的旋转涡轮的旋转频率。在给定时间段出现的脉冲事件20的总数目可以例如用于确定在该时间段期间涡轮机旋转的总数目。
输入接口7可以被配置成接收许多不同形式的模拟信号5，该模拟信号通常可以包括呈杂乱波形的脉冲事件20。输入接口7使用模拟信号5生成主要监测信号9和辅助监测信号11。如在下文将更详细描述的，主要监测信号9和辅助监测信号11的值可以根据模拟信号的幅度与第一阈值对和第二阈值对之间的比较来设置。控制器17接收主要监测信号和辅助监测信号，并且使用监测信号来对模拟信号5中的脉冲事件20进行计数。这使得能够确定脉冲事件20出现的频率并且使得累计值能够保持为已经出现的脉冲事件20的数目。
输入接口7可以被配置成设置主要监测信号和辅助监测信号的值，使得可以使用主要监测信号和辅助监测信号来确定模拟信号5中出现脉冲事件20的时刻。输入接口7可以通过检测以下时刻来实现这一点：在该时刻，检测信号5的幅度与在模拟信号5中未出现脉冲事件20时所预期的模拟信号的幅度不同。然而，如在图3a和图4a中看到的，模拟信号5的幅度在脉冲事件20之间可能完全稳定。相反，在脉冲事件20之间的时刻处，模拟信号5的幅度可能与期望幅度偏离。该偏离可能是例如由于模拟信号5中的噪声成分引起的，该噪声成分例如是由监测系统与传感器3之间的不良连接引起的。信号5与期望值的较小偏离还可能是由于例如在工业过程2的速度较低的时刻处不良地限定的模拟信号5产生的。因此，通过检测模拟信号5何时不为期望值来检测脉冲事件20可能会导致做出假脉冲检测，原因是与期望值的偏离可能只是信号5中噪声的结果，而可能不是由于出现脉冲事件20。
为了避免由于信号噪声和/或不良限定的信号导致的假脉冲检测，可以通过检测模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a和第一低阈值22b的时刻来检测脉冲事件20，该第一高阈值22a和该第一低阈值22b组成第一阈值对22。
在图2描绘的输入接口7的第一实施方式中，模拟信号5在节点6处被分裂使得模拟信号5被承载在第一线路8和第二线路10上。第一线路8和第二线路10可以例如包括承载电压形式的模拟信号5的导线。第一线路8输入至第一比较器12中。同样输入至第一比较器12的是承载有指示第一阈值对22的信号的线路13。第一阈值对22从控制器17传送至线路13。第一比较器12将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较，并且根据模拟信号5的幅度超过第一阈值对22的高阈值和低阈值的时刻来设置主要监测信号9的值。主要监测信号9在第一监测信道28上传送至控制器17。
图3b是主要监测信号9示意图，其中该主要监测信号9的值根据在图3a中示出的模拟信号5来设置。主要监测信号9的值被初始地设置成等于‘0’。在模拟信号5中的正脉冲20a期间，模拟信号5的幅度增大直到其超过第一高阈值22a为止。在模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a时，将主要监测信号9的值设置成等于‘1’。主要监测信号9的值保持不变，直到模拟信号5的幅度减小到第一低阈值22b以下的时刻为止。在这样的时刻处，主要监测信号9的值返回至‘0’。这引起在主要监测信号9中出现脉冲21，如可以在图3b中看到的。主要监测信号9中的脉冲21与模拟信号5中的脉冲事件20相对应。因此，主要监测信号9可以用于对在模拟信号5中出现的脉冲事件20的数目进行计数，并且可以用于确定脉冲事件20出现的频率。
第一阈值对22可以被设置在以下幅度处：该幅度足够高使得在第一高阈值22a和第一低阈值22b幅度大于模拟信号5中的任何噪声的期望幅度。这可以确保模拟信号5中的任何噪声不会使信号5的幅度超过第一高阈值22a或减小到第一低阈值22b以下，从而防止假脉冲检测。然而，第一高阈值22a和第一低阈值22b可以被设置在以下幅度处：该幅度足够低使得基本上所有脉冲事件20使模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a和减小到第一低阈值24b以下二者，并且因此基本上无脉冲事件20被遗漏。第一高阈值22a和第一低阈值22b的幅度限定了输入接口7的测量灵敏度。也就是说，与模拟信号5中的噪声截然不同，第一高阈值22a和第一低阈值22b指示被认为是与模拟信号5中的脉冲事件20相对应的模拟信号5的幅度。
在替选实施方式中，主要监测信号9可以被初始地设置成等于‘1’，并且可以在模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a时被设置成‘0’。当模拟信号5的幅度减小到第一低阈值22b以下时，主要监测信号9的值则可以返回至等于‘1’。
为了提供检测模拟信号5中的脉冲事件20的故障安全方法，还将模拟信号5的幅度与第二阈值对24进行比较。如图3a所示，第二阈值对24包括第二高阈值24a和第二低阈值24b。
通过图2所示的第二比较器14将模拟信号5的幅度与第二阈值对24进行比较。承载模拟信号5的第二线路10输入至第二比较器14。同样输入至第二比较器14的是承载指示第二阈值对24的信号的线路15。第二阈值对24从控制器17传送至线路15。第二比较器14将模拟信号5的幅度与第二阈值对24进行比较并且根据模拟信号5的幅度超过第二高阈值和第二低阈值的时刻来设置辅助监测信号11的值。辅助监测信号11在第二监测信道29上传送至控制器17。
图3c是辅助监测信号11的示意图，其中该辅助监测信号11的值根据图3a所示的模拟信号5来设置。辅助监测信号11的值初始地被设置成等于‘0’。在模拟信号中的正脉冲20a期间，模拟信号5的幅度增大直到幅度超过第二高阈值24a为止。在模拟信号5的幅度超过第二高阈值24a时，辅助监测信号11的值被设置成等于‘1’。辅助监测信号11的值保持不变，直到模拟信号5的幅度减小到第二低阈值24b以下为止。在这样的时刻，辅助监测信号11的值返回至‘0’。这引起在辅助监测信号11中出现脉冲23，如在图3c中看到的。
在替选实施方式中，辅助监测信号11可以初始地被设置成等于‘1’，并且当模拟信号50的幅度超过第二高阈值24a时，辅助监测信号11可以被设置成等于‘0’。当模拟信号5的幅度减小到第二低阈值24b以下时，辅助监测信号11的值可以返回至等于‘1’。
与主要监测信号9中的脉冲21相类似，辅助监测信号11中的脉冲23与模拟信号5中的脉冲事件20相对应。使用主要监测信号9和辅助监测信号11二者确保：在主要监测信号9或辅助监测信号11中的任一者中产生错误的情况下，不存在错误的另一监测信号保持有效，以便监测模拟信号5中的脉冲事件20。因此，辅助监测信号11在检测模拟信号5中的脉冲事件20中提供了冗余。这提高了模拟信号5的监测的故障安全性质。冗余辅助监测信号11的可用性还使得在模拟信号5的监测中的任何错误能够被检测和诊断。
主要监测信号9可以是控制器17使用来确定脉冲事件20的频率和控制器17使用来对脉冲事件20的总数目进行计数的信号。因此，主要监测信号9可以用来确定工业过程2的一个或更多个属性。辅助监测信道提供了在主要监测信号9故障的情况下可以用于确定工业过程2的一个或更多个属性的冗余监测信号。辅助监测信号11还可以用于检测或诊断在模拟信号5的监测中的任何错误。
为了能够检测和诊断在模拟信号5的监测中的错误，第一阈值对和第二阈值对所设置的幅度可以彼此不同。如图3a所示，第二高阈值24a被设置在比第一高阈值22a大的幅度处，并且第二低阈值24b被设置在比第一低阈值22b小的幅度处。因此，第二阈值对24包围第一阈值对22。这确保(假定输入接口7正确地进行操作)不存在以下脉冲事件20，其可以在在辅助监测信号11中引起脉冲23而不会在主要监测信号9中引起相应脉冲21。
有利地，可以设置第一高阈值22a和第二高阈值24a使得第一高阈值22a与第二高阈值24a之间的差相对较小。类似地，期望设置第一低阈值22b和第二低阈值24b使得第一低阈值22b和第二低阈值24b之间的差相对较小。这是可取的，原因是它确保模拟信号5中的大多数脉冲事件20的幅度使模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a和第二高阈值24a。它还可以确保模拟信号5中的大多数脉冲事件20使模拟信号5的幅度减小到第一低阈值22b和第二低阈值24b以下。
然而，同样期望第一高阈值22a和第二高阈值24a与第一低阈值22b和第二低阈值24a之间的差异的大小为大于第一比较器12和第二比较器14的测量灵敏度。这将确保可以(使用主要监测信号9和辅助监测信号11)将幅度超过第一高阈值22a但未超过第二高阈值24b的脉冲事件20与幅度超过第一高阈值22a和第二高阈值24a二者的脉冲事件20或幅度既未超过第一高阈值22a又未超过第二高阈值24a的脉冲事件区分开。在一个实施方式中，第二高阈值24a可以例如被设置在比第一高阈值22a大约5％的幅度处。第二低阈值24b可以例如被设置在比第一低阈值22b小约5％的幅度处。在替选实施方式中，第一高阈值22a与第二高阈值24a之间的差以及第一低阈值22a与第二低阈值22b之间的差可以小于或大于5％。
图4a描绘了模拟信号5的替选实施方式。在图4a中描绘的模拟信号5例如从监测流体流动的传感器输出。传感器可以例如包括检测入射在其上的辐射光束的辐射传感器。辐射光束在入射在辐射传感器上之前穿过流动的流体。不透明体如叶轮可以被定位在流体中，并且可以通过流体的流动来强制移动。不透明体的运动可以使不透明体穿过辐射光束并且暂时地阻隔辐射光束。这可以防止辐射光束到达辐射传感器。
辐射传感器可以产生模拟信号5，该模拟信号5与入射在传感器上的辐射的强度成比例。模拟信号5在无不透明体穿过辐射光束的时刻处相对稳定。在不透明体穿过辐射光束的时刻处，模拟信号5的幅度减小以在模拟信号5中引起脉冲事件20，如图4a所示。在该实施方式中，脉冲事件20的频率可以用于确定流体流动的速度。在给定时间段期间出现的脉冲事件20的总数目可以用于确定在该时间段期间经过传感器3的流体的总体积。
可以通过使用与上文关于图3a所描绘的模拟信号5的方法相类似的方法来检测模拟信号5中的脉冲事件20。在图4a中还示出了与模拟新号5的幅度进行比较以检测模拟信号5中的脉冲事件20的第一阈值对22和第二阈值对24。第一阈值对22包括第一高阈值22a和第一低阈值22b。第二阈值对24包括第二高阈值24a和第二低阈值24b。第二阈值对24包围第一阈值对22。
图4b是主要监测信号9的示意性图示，主要监测信号9的值根据模拟信号5的幅度越过第一高阈值22a和第一低阈值22b的时刻来设置。图4c是辅助监测信号11的示意性图示，辅助监测信号11的值根据模拟信号5的幅度越过第二高阈值24a和第二低阈值24b的时刻来设置。
主要监测信号和辅助监测信号的值被初始地设置成‘0’。在脉冲事件20期间，模拟信号5的幅度减小到第一低阈值22b以下，在该时刻处将主要监测信号9的值设置成‘1’。模拟信号5的幅度进一步减小到第二低阈值24b以下，在该时刻处将辅助监测信号11的值被设置成‘1’。随后，模拟信号5的幅度增大并且超过第一高阈值22a，在该时刻处将主要监测信号9的值返回至‘0’。模拟信号5的幅度进一步增大至超过第二高阈值24a，在该时刻处将辅助监测信号11的值返回至‘0’。因此，模拟信号5中的脉冲事件20在主要监测信号9中引起脉冲21和在辅助监测信号11中引起脉冲23。
在替选实施方式中，主要监测信号9和辅助监测信号11可以被初始地设置成等于‘1’。当模拟信号5的幅度分别减小到第一低阈值22b和第二低阈值24b以下时，则可以将主要监测信号和辅助监测信号则设置成等于‘0’。当模拟信号5的幅度分别超过第一高阈值22a和第二高阈值24a时，则可以将主要监测信号和辅助监测信号的值可以返回至‘1’。
上文关于图3a至图3a以及图4a至图4c描述的方法均为监测模拟信号5的方法的示例。在两个示例中，当模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a时，将主要监测信号9设置成第一值，而当模拟信号5的幅度减小到第一低阈值22b以下时，将主要监测信号9设置成第二值。当模拟信号5的幅度超过第二高阈值24a时，将辅助监测信号11设置成第一值。当模拟信号5的幅度减小到第二低阈值24b以下时，将辅助监测信号11设置成第二值。主要监测信号9和辅助监测信号11的值可以初始地被设置成第一值或第二值。主要监测信号9被设置的第一值可以与辅助监测信号11被设置的第一值相同或不同。主要监测信号9被设置的第二值可以与辅助监测信号11被设置的第二值相同或不同。
控制器17可以根据主要监测信号9来检测模拟信号5中出现脉冲事件20的时刻。这可以例如包括对主要监测信号9中的脉冲21进行计数。控制器17还可以根据辅助监测信号11来检测模拟信号5中出现脉冲事件20的时刻。这可以例如包括对辅助监测信号11中的脉冲23进行计数。控制器17可以使用给定时间段内主要监测信号9中的脉冲21的数目和/或辅助监测信号11中的脉冲23的数目来确定模拟信号5中的脉冲事件20的频率。这可以用于确定工业过程2的一个或更多个属性。例如，可以确定由传感器3监测的涡轮机的旋转频率。替选地，可以确定给定体积的流体经过传感器3的频率。
控制器17可以将主要监测信号9与辅助监测信号11进行比较。控制器17可以根据该比较来确定模拟信号5的监测是否存在错误。例如，控制器17可以将在主要监测信号9中出现脉冲21的时刻与在辅助监测信号11中出现脉冲23的时刻进行比较。控制器17可以使用该比较来确定在模拟信号5的监测是否存在错误。
例如，在工业过程2的正常操作中(例如，涡轮机以基本上恒定速度旋转或流体以基本上恒定速度流动)，模拟信号5中的所有脉冲事件20应当在主要监测信号9中引起脉冲21和在辅助监测信号11中引起脉冲23。在该情况下，主要监测信号9和辅助监测信号11相同，如图3b和图3c以及图4b和图4c所示。控制器17可以确定在给定时间段上主要监测信号9中脉冲21的数目等于辅助监测信号11中脉冲23的数目。控制器17可以据此确定在模拟信号5的监测中不存在错误状态。
如果在给定时间段上主要监测信号9中脉冲21的数目与辅助监测信号11中脉冲23的数目不同，则在一些情形下控制器可以确定模拟信号5的监测存在错误。
例如，如上文关于图3a和图4a所说明的，第二阈值对24包围第一阈值对22。这确保不存在以下脉冲事件20：其可以在辅助监测信号11中引起脉冲23而不会在辅助监测信号9中引起对应脉冲21，除非模拟信号5的监测存在错误。因此，未伴随有辅助监测信号9中的相应脉冲21而出现在辅助监测信号11中的脉冲23时，指示模拟信号5的监测中的错误。如果控制器17确定给定时间段上主要监测信号9中的脉冲21的数目小于给定时间段上辅助监测信号11中的脉冲23的数目，则控制器17可以据此确定在模拟信号5的监测存在错误。
然而，如果控制器17确定主要监测信号9中的脉冲21的数目大于辅助监测信号11中的脉冲23的数目，则这可不一定表示模拟信号5的监测存在错误。例如，在工业过程2的一些操作模式下，模拟信号5的脉冲事件20的幅度可能随时间而减小。脉冲事件20的幅度的减小可能会引起幅度超过第一高阈值22a或幅度减小到第一低阈值22b以下但未超过第二高阈值24a和/或幅度减小到第二低阈值24b以下的一个或更多个脉冲事件。这可能会导致辅助监测信号11中的脉冲23的数目相对于主要监测信号9中的脉冲21的数目减小。
例如，在传感器3测量旋转涡轮机的实施方式中，当涡轮机的部件经过传感器3时，传感器3可能会在模拟信号5中引起脉冲事件20。在该实施方式中，当涡轮机的旋转放慢速度时，脉冲事件20的频率减小。在涡轮机放慢速度并且脉冲事件20的频率减小时，脉冲事件20的幅度也可能会减小。
图5a是可以从测量旋转速度正在减小的旋转涡轮机的传感器3输出的模拟信号5的幅度的表示。图5b是根据图5a所示的模拟信号5设置的主要监测信号9的表示。图5c是根据图5a所示的模拟信号5设置的辅助监测信号11的表示。如可以在图5a中看到的，脉冲事件20之间的时间随时间增大，并且因此脉冲事件20的频率随时间减小。在脉冲事件20的频率减小时，脉冲事件20的幅度也减小。
在图5a所描绘的第一脉冲事件20期间，模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a和第二高阈值24a二者。随后，模拟信号5的幅度减小到第一低阈值22b和第二低阈值24b二者以下。因此，第一脉冲事件20在主脉冲监测信号9中引起相应脉冲21并且在辅助监测信号11中引起相应脉冲23。
图5a中所描绘的第二脉冲事件20’具有与第一脉冲事件20相比较小的脉冲。在第二脉冲事件20’中，模拟信号5的幅度超过第一高阈值22a但未超过第二高阈值24a。随后，模拟信号5的幅度减小到第一低阈值24a以下但未减小到第二低阈值24b以下。这在主要监测信号9中引起相应脉冲21’。然而，未在辅助监测信号11中引起相应脉冲23。在该示例中，辅助监测信号11中的脉冲23的数目因此小于主要监测信号9中脉冲21的数目而模拟信号5的监测不存在错误。
图5a所描绘的第三脉冲事件20”具有与第一脉冲事件20和第二脉冲事件20’相比较小的幅度。第三脉冲事件20”的幅度即未超过第一高阈值22a又未超过第二高阈值24a，并且第三脉冲事件20”的幅度即未减小到第一低阈值22b以下又未减小到第二低阈值24b以下。第三脉冲事件20”因此未在主要监测信号9中引起脉冲21又未在辅助监测信号11中引起脉冲23。第三脉冲事件20”因此具有低于输入接口7的测量灵敏度的幅度，并且未被输入接口7识别为脉冲事件。
在图5a所示的模拟信号5的实施方式中，模拟信号5中的脉冲事件20的频率和幅度随时间减小。如在图5b和图5c中所看到的，这在主要监测信号9中引起脉冲21’而未在辅助监测信号11中引起相应脉冲。随后信号5中的脉冲事件20的幅度减小，使得在主要监测信号9和辅助监测信号11中均未出现脉冲。在辅助监测信号11中的脉冲23的数目相对于主要监测信号9中的脉冲21的数目减小的情况下(如图5b和图5c所示)，这可以指示例如工业过程2放慢速度。这还可以由主要监测信号中的脉冲21和辅助监测信号中的脉冲23的频率的减小来证明。在该情况下，控制器17可以确定模拟信号5的监测不存在错误，原因是主要监测信号和辅助监测信号指示工业过程2放慢速度。
控制器17可以具有工业过程2的操作模式的一些知识。例如，图1所描绘的过程控制系统4可以向监测系统1的控制器17提供与工业过程2的操作模式有关的信息。过程控制系统4可以控制工业过程2以保持工业过程2的连续操作模式。在该情况下，控制器17不期望工业过程2放慢速度。因此，控制器17可以根据辅助监测信号11中的脉冲23的数目相对于主要监测信号9中的脉冲21的数目减小(如图5b和图5c所示的)来确定工业过程2存在错误。
对于某些传感器类型，工业过程2的速度的减小可能会导致不可靠的模拟信号5。例如，低于工业过程2的某一速度，模拟信号5的幅度可能会不足以使对信号5中的脉冲事件20进行可靠地计数。控制器17可以利用工业过程2的最小速度来配置，低于该最小速度时控制器17认为模拟信号5不可靠。如果控制器17确定工业过程2的速度低于最小速度，则控制器17可以忽略主要监测信号和辅助监测信号中可以正常指示模拟信号5的监测中的错误的任何指示。这可以防止控制器17在由于工业过程2减慢速度而导致模拟信号5不可靠的时刻虚假地确定在模拟信号5的监测中存在错误。
如果控制器17确定在给定时间段中工业过程2的速度经历给定速度减小，则控制器17可以确定工业过程2的监测中存在错误。例如，控制器可以利用预定速度来配置。如果控制器17确定工业过程2的速度在小于给定的最小时间段的时间中从超过预定速度的速度下降至为零的速度，则控制器17可以将由控制器17确定的速度突然减小解读为由于工业过程2的监测中的错误引起。例如，所确定的工业过程2的速度的这种突然减小可以指示传感器3存在错误。
模拟信号5的监测中的错误可以归因于多种因素。例如，监测系统1的部件的硬件故障可以导致模拟信号5的监测中的错误。模拟信号5的监测中的错误可以影响主要监测信号9和辅助监测信号11二者。可替选地，错误可以仅影响主要监测信号9或辅助监测信号11中的一者。例如，比较器12可能会出现错误。这可以影响主要监测信号9，同时辅助监测信号11保持不受影响。
为了检测模拟信号5的监测中的错误，有利地，可以切换第一比较器和第二比较器的作用。例如，可以切换第二比较器14的作用使得第二比较器14将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较。这可以通过切换在线路15(如图2所示)上输入至第二比较器14的阈值对来执行。在切换该阈值对之后，第二比较器14根据模拟信号5的幅度与第一阈值对22之间的比较设置在第二监测信道29上传送至控制器17的信号的值。然后，在第二监测信道29上传送的信号可以作为主要监测信号9由控制器17来使用。
还可以通过切换在线路13上输入至第一比较器12的阈值对来切换第一比较器12的作用。在切换该阈值对之后，第一比较器12根据模拟信号5的幅度与第二阈值对24之间的比较来设置在第一监测信道28上传送至控制器17的信号的值。然后，在第一监测信道28上传送的信号可以作为辅助监测信号11由控制器17来使用。
切换第一比较器12和第二比较器14的作用，并且因此切换第一监测信道28和第二监测信道29中哪个信道承载主要监测信号9和辅助监测信号11，使得能够定期测试第一比较器12和第二比较器14二者，同时确保连续地向比较器17提供可靠的主要监测信号9。下文将进一步描述对第一比较器和第二比较器的测试。
另外地，切换第一比较器12和第二比较器14的作用可以帮助确定模拟信号5的监测中是否存在错误。例如，控制器17在主要监测信号9中计数到的的脉冲21的数目可以比在辅助监测信号11中计数到的脉冲23的数目大。然而，这可能由多个情况引起，哪个情况引起出现错误对于控制器17来说是未知的。
例如，主要监测信号9中的脉冲21的数目比辅助监测信号11中的脉冲23的数目大可能是由于模拟信号中的下述脉冲事件引起的：所述脉冲事件具有足够大的幅度以致在主要监测信号9中引起脉冲21，但其幅度未大到在辅助监测信号11中引起相应脉冲23(例如，图5a中所描绘的第二脉冲事件20’)。可替选地，主要监测信号9中的脉冲21的数目比辅助监测信号11中的脉冲23的数目大可能是由于主要监测信号9或辅助监测信号11中任一者具有错误引起的。例如，第一比较器12可能存在下述错误：该错误引起第一比较器12在主要监测信号9中产生脉冲21，该脉冲21与模拟信号5中的脉冲事件20不对应。可替选地，第二比较器14可能会存在使第二比较器14遗漏模拟信号5中的脉冲事件20的错误。
控制器可能并不知道上述情况中的哪种情况引起主要监测信号9中的脉冲21的数目比辅助监测信号11中的脉冲23的数目大，直到切换第一比较器和第二比较器的作用的时刻为止。如果在切换第一比较器和第二比较器的作用之后，主要监测信号9中的脉冲21的数目仍比辅助监测信号11中的脉冲23的数目大，则这可以指示主要监测信号9中的脉冲21的数目比辅助监测信号11中的脉冲23的数目大是由于模拟信号5中的脉冲事件20的幅度引起的，并且因此模拟信号5的监测中不存在错误。然而，如果在切换第一比较器和第二比较器的作用之后，主要监测信号9中的脉冲21的数目不再比辅助监测信号11中的脉冲23的数目大，则这可以指示在模拟信号5的监测中存在错误。例如，在第一比较器和第二比较器中的一者中的错误可能意味着：在切换第一比较器和第二比较器的作用之后，主要监测信号9中的脉冲21的数目可能会小于辅助监测信号11中的脉冲23的数目。如以上所解释的，这可能仅是由模拟信号5的监测中的错误引起的，并且因此在该情况下，控制器17可以确定模拟信号5的监测存在错误。
期望连续地向控制器17提供主要监测信号9使得可以连续地确定工业过程2的一个或更多个属性。特别地，期望确保控制器17不遗漏脉冲事件20。例如，在工业过程2为流体流动的实施方式中，主要监测信号9中的脉冲21可以用于确定穿过流体所有权改变的边界处的流体的体积。在这样的实施方式中，确定穿过边界的流体体积的精确度可能特别重要。因此，期望确保在主要监测信号9中不遗漏模拟信号5中的脉冲事件20，以满足确定穿过边界的流体体积的所需的精确度。
当切换第一比较器和第二比较器的作用时，存在可能会遗漏模拟信号5中的脉冲事件20的风险。例如，如果在正在切换比较器的作用期间的时刻处脉冲事件20出现，则该比较器可能会遗漏脉冲事件20，并且在从该比较器输出的监测信号中可能不会出现脉冲。这可能会引起被比较器17遗漏的脉冲事件20。因此，在切换第一比较器和第二比较器的作用期间要小心以确保不遗漏模拟信号5中的脉冲事件20并且连续地向控制器17提供可靠的主要监测信号9，以连续地确定工业过程2的一个或更多个属性。为了降低遗漏模拟信号5中的脉冲事件20的可能性，第一比较器和第二比较器的作用可以在彼此不同的时刻进行切换。
图6是由第一比较器12和第二比较器14在第一监测信道28和第二监测信道29上分别输出的监测信号的示意图。图6的上面板描绘了在第一监测信道28上输出的信号。图6的下面板描绘了在第二监测信道29上输出的信号。图6中的面板的阴影部分指示从各监测信道上输出的信号被控制器17视为主要监测信号9的时间。图6中的面板的非阴影部分指示在各检测信道上输出的信号被控制器17视为辅助监测信号11的时间。
在图6所示的时间段的起始处，第一比较器12将模拟信号5的幅度与第一阈值对进行比较，并且在第一监测信道28上输出主要监测信号9。第二比较器14将模拟信号5的幅度与第二阈值对24进行比较，并且在第二监测信道29上输出辅助监测信号11。第一比较器和第二比较器可能在图6所示的时间段之前已经执行这些作用达一段时间。在图6所示的时间段的起始处，控制器17可能已经请求切换第一比较器和第二比较器的作用。例如，第一比较器和第二比较器的作用的切换可以周期性地请求。
为了确保不遗漏模拟信号5中的脉冲事件20，在切换之前执行对主要监测信号和辅助监测信号中的脉冲的数目的采样。例如，在图6所描绘的时间段的起始处的采样时段A内，对主信号和辅助信号的脉冲的数目进行采样。采样时段A包括对主要监测信号9中的脉冲21的数目进行计数的第一时间窗31和对辅助监测信号11中的脉冲23的数目进行计数的第二时间窗33。第二个时间窗33比第一时间窗31短，并且由第一时间窗31包围。也就是说，第二时间窗33在第一时间窗31开始之后开始并且在第一时间窗31结束之前结束。第一时间窗31起始与第二时间窗33起始之间的时间差可以约等于第二时间窗33结束与第一时间窗31结束之间的时间差。第一时间窗和第二时间窗可以被设置成使得时间段35尽可能地小，同时确保它们比所涉及的装置的测量灵敏度大。时间段35可以例如持续1微秒。
第一时间窗和第二时间窗的不同大小引起在各第一时间窗31开始和结束处的时间段35，该时间段35包含在第一时间窗31内但未包含在第二时间窗33内。因此，在采样时段A内不对在辅助监测信号11中出现的脉冲23进行计数。
在第二时间窗33的结束处，暂时地切换第二比较器14的作用使得它根据模拟信号5的幅度与第一阈值对22之间的比较在第二监测信道29上输出信号。然而，控制器17并没有将在第二监测信道29上的信号视为主要监测信号，直到采样时段A结束为止。
在采样时段A的结束处，控制器17将在第一个时间窗31内计数的脉冲21的数目与在第二时间窗33内计数的脉冲23的数目进行比较。在图6所描绘的采样时段A中，在第一时间窗31内计数四个脉冲21，而在第二时间窗内计数3个脉冲23。在该情况下，由于在各时间窗内的脉冲数目不同，所以控制器17未继续切换第一比较器和第二比较器的作用。替代地，第一比较器12继续将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较，并且控制器17继续将第一监测信道28上的信号视为主要监测信号9。在采样时段A的结束处，包括新第一时间窗31和新第二时间段33的新采样时段B开始。在采样时段B的起始处，第二比较器24的作用的暂时切换(其出现在采样时段A的第二时段窗33的结束处)被逆转，使得在采样时段B的第二时间窗33期间，第二比较器14根据模拟信号5的幅度与第二阈值对24之间的比较在第二监测信道29上输出信号。
由于第一时间窗内计数的脉冲数目与第二时间窗内计数的脉冲数目未能彼此相同，所以在采样时段A的结束处第一比较器和第二比较器的作用未被切换。这表示在第二时间窗33之外的时间段35期间模拟信号5中可能已经出现了脉冲事件20。在图6所示的示例中，在采样时段A的结束处的时间段35内，在模拟信号5中出现了脉冲事件20。该脉冲事件20导致了在第一时间窗和第二时间窗中计数的脉冲数目之间的差异。在采样时段A的结束处的时间段35期间，第二比较器14的作用正从将模拟信号5的幅度与第二阈值对24进行比较切换至将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较。
在采样期间A结束处的时间段35期间，在第一监测信道28上的信号中计数到脉冲，而在第二监测信道29上的信号中未计数到相应脉冲，因为该脉冲出现在第二时间窗33之外引起。在这样的情况下，如果控制器17继续在采样时段A的结束处切换第一比较器和第二比较器的作用，并且控制器17将第二监测信道29上的信号视为主要监测信号9，则将会在由控制器17看到的主要监测信号9中遗漏脉冲事件20。这可能会导致控制器17错误地确定工业过程2的一个或更多个属性。正是由于这个原因，控制器17在采样时段A的结束处未继续进行第一比较器和第二比较器的作用的交换。
在采样时段B的第二时间窗33的结束处，再次暂时地切换第二比较器24的作用，使得它根据模拟信号5的幅度与第一阈值对22之间的比较来在第二监测信道29上输出信号。在第一时间窗31的结束处，控制器17将在第一时间窗31中计数的脉冲21的数目与在第二时间窗33中计数的脉冲23的数目进行比较。在采样时段B期间，在第一时间窗31中计数了三个脉冲并且在第二时间窗33中了计数三个脉冲。由于第一时间窗和第二时间窗中的脉冲数量相同，这指示在采样时段B的开始处的时间段35和结束处的时间段35中的任一者期间模拟信号5中未出现脉冲事件20。因此，在采样时段B的结束处，控制器17继续切换第一比较器和第二比较器的作用。第二监测信道29上的信号被控制器17视为主要监测信号9，并且新第一时间窗31(其中对第二监测信道29上的信号中的脉冲进行计数)在新采样时段C的起始处开始。采样时段C的第一时段窗31在采样时段B的第二时段窗33的结束处开始。这导致采样时段B与采样时段C交叠。
在采样时段B的结束处，第一比较器12的作用被切换成使得它根据模拟信号5的幅度与第二阈值对24之间的比较来在第一监测信道28上输出信号。控制器将第一监测信道28上的信号视为辅助监测信号11，并且对在采样时段C的新第二时间窗33内的辅助监测信号11中出现的脉冲23的数目进行计数。采样时段C的第二时间窗33在采样时段B的结束处开始。
在采样时段B的结束处，在第一时间窗和第二时间窗中计数了相等数目的脉冲。这指示在采样时段B的开始和结束处的时间段35期间模拟信号5中未出现脉冲事件20。因此，控制器17认为是主要监测信号9的信号可以安全地切换至第一监测信道29上，降低了模拟信号5中的脉冲事件20可能会被该信号遗漏的风险。这使得控制器17能够连续地获得可靠的主要监测信号9，根据主要监测信号9，控制器17可以连续地确定工业过程2的一个或更多个属性。
然而，如上所述切换第一比较器和第二比较器的作用可能会中断可靠监测信号11对控制器17的可利用性。第一比较器12的作用未被切换直到采样时段B的结束为止，该采样时段B的结束与采样时段C的第二时间窗33的起始重合。因此，在第一比较器的作用被切换之后，立即在采样时段C的第二时间窗33内对在由第一比较器12在第一监测信道28上输出的信号中的脉冲23进行计数。然而，在第一比较器12的作用被切换之后可能会存在从第一比较器12输出的信号不可靠的时间段。因此，在采样时段C的第二时段窗33的起始处，辅助监测信号11不可靠，这可能会例如导致在辅助监测信号11中遗漏模拟信号5中的脉冲事件20。这可能意味着在采样时段C期间由辅助监测信号11提供的诊断信息不可靠，并且正因为如此在采样时段C期间不能识别在模拟信号5的监测中的错误。
在采样时段C之后，新采样时段D开始。第一比较器和第二比较器的新作用在采样时段D内继续。在第一检测信道28上传送的辅助监测信号11在采样时段D内被认为是可靠的，原因是紧接在采样时段D之前没有切换比较器的作用。因此，辅助监测信号11可以用于在采样时段D期间识别模拟信号5的监测中的任何错误。
第一比较器和第二比较器可以在更多的采样周期内继续其作用直到请求切换比较器的作用的时刻为止。当请求切换比较器的作用时，可以执行上文参照图6所描述的类似过程，以便切换比较器的作用同时确保向控制器17连续地提供可靠的主要监测信号9。
上文描述了用于切换第一比较器和第二比较器的程序，其中作用切换仅在第一时间窗与第二时间窗中计数的脉冲数目相等时出现。然而，存下即使在第一时间窗和第二时间窗中计数的脉冲的数目不同的情况下也允许进行作用切换的一些情形。
例如，上文描述了控制器17在主要监测信号9中计数到的脉冲21的数目比在辅助监测信号11中计数到的脉冲23的数目大的情形。在该情形下，切换第一比较器和第二比较器的作用是有用的，以便诊断主要监测信道与辅助监测信道之间的脉冲计数中的差异的原因。然而，在该情形下，由于主要监测信号9中的脉冲21的数目比辅助监测信号11中的脉冲23的数目高，所以在第一时间窗和第二时间窗中的计数的数目将会不同。因此，如果控制器17需要第一时间窗和第二时间窗中的脉冲计数的数目相等以继续进行交换，则第一比较器和第二比较器的作用的交换将会不被允许。在该情形下，控制器17已经可以认为监测信号不可靠(由于两个信号之间的脉冲计数的差异)，并且因此可以在允许比较器的作用交换而不需要首先实现第一时间窗和第二时间窗中的脉冲数目相等。然后，这可以使得能够诊断在主要监测信号与辅助监测信号中的脉冲计数中的差异背后的原因。
切换第一比较器和第二比较器的作用可以使得第一比较器和第二比较器以及第一监测信道和第二监测信道能够单独地进行测试。可以通过定期地向第一比较器或第二比较器输入测试信号来执行测试。例如，在第一比较器12将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较并且在第一监测信道28上输出主要监测信号9的时间期间，可以向第二比较器14输入测试信号而非模拟信号5。因此，第二比较器14将根据测试信号的幅度与输入至第二比较器14的阈值对之间的比较在第二监测信道29上提供输出监测信号。测试信号可以是公知的波形，并且因此控制器17可以知道在监测系统1正常地工作的情况下从第二比较器14输出的监测信号的值应该是什么。如果由控制器17接收的监测信号与期望监测信号不同，则控制器17可以确定在第二比较器14中存在错误。
在测试信号输入至第二比较器14的时间期间，第一比较器可以根据模拟信号5的幅度与第一阈值对22的比较来继续生成主要监测信号9。这可以使得能够向控制器17提供连续可靠的主要监测信号9，并且使得能够连续地确定工业过程2的一个或更多个属性，同时测试第二比较器。
为了测试第一比较器12，可以首先切换第一比较器和第二比较器的作用，使得第二比较器14将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较，并且在第二监测信道29上输出主要监测信号9。然后，可以向第一比较器12输入测试信号并且将第一比较器12的输出与期望监测信号进行比较。
因此，切换第一比较器和第二比较器的作用使得两个比较器能够单独地进行测试，同时连续地提供主要监测信号9，使得控制器17可以连续地确定工业过程2的一个或更多个属性。在对比较器中之一进行测试的时间期间，未提供辅助监测信号11，并且能够由控制器17利用来监测主要监测信号9中的任何错误的信息减少。
上文已经描述了本发明的实施方式，其中将模拟信号5的幅度与第一阈值对22进行比较以便设置主要监测信号9的值，并且将模拟信号5的幅度与第二阈值对24进行比较以便设置辅助监测信号11的值。应当理解的是，可以进一步将模拟信号5的幅度与一个或更多个其他阈值对进行比较以便在不背离所述权利要求的范围的情况下设置一个或更多个其他监测信号的值。一个或更多个其他阈值对可以与第一阈值对22和/或第二阈值对24不同。
可替选地，一个或更多个其他阈值对可以与第一阈值对22和/或第二阈值对24基本上相同。这可以提供与模拟信号和单个阈值对之间的相同比较相对应的多个监测信号。这种相同比较的重复可以提高模拟信号被监测的安全性，原因是一个监测信号中的错误能够通过与基于相同比较的另一重复监测信号的比较来检测。
在一个实施方式中，提供了一种监测从传感器输出的模拟信号的方法，该方法包括：将模拟信号的幅度与第一阈值对进行比较，其中，第一阈值对包括第一高阈值和第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第一高阈值时，将主要监测信号设置成第一值；当模拟信号的幅度减小到第一低阈值以下时，将主要监测信号设置成第二值；将模拟信号的幅度与第二阈值对进行比较，其中，第二阈值对包括第二高阈值和第二低阈值，并且其中，第二高阈值大于第一高阈值，并且第二低阈值小于第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第二高阈值时，将辅助监测信号设置成第一值；当模拟信号的幅度减小到第二低阈值以下时，将辅助监测信号设置成第二值；将主要监测信号与辅助监测信号进行比较；以及根据该比较来确定对模拟信号的监测是否存在错误。
该方法还可以包括检测在主要监测信号中出现的脉冲。
该方法还可以包括根据对主要监测信号中的脉冲的检测来确定模拟信号中的脉冲事件的频率。
该传感器可以被配置成感测工业过程，并且该方法还可以包括根据模拟信号中的脉冲事件的频率来确定工业过程的属性。
将主要监测信号与辅助监测信号进行比较可以包括：将在主要监测信号中出现脉冲的时刻与在辅助监测信号中出现脉冲的时刻进行比较。
根据该比较确定对模拟信号的监测是否存在错误可以包括：在主要监测信号中未出现脉冲的时刻处确定在辅助监测信号中是否出现脉冲。
该方法还可以包括在第一时间窗中对在主要监测信号中出现的脉冲的数目进行计数。
该方法还可以包括在第二时间窗中对在辅助监测信号中出现的脉冲的数目进行计数。
第一时间窗可以在第二时间窗开始之前开始。
第一时间窗可以在第二时间窗结束之后结束。
将主要监测信号与辅助监测信号进行比较可以包括：将在第一时间窗中主要监测信号中出现的脉冲的数目与在第二时间窗中辅助监测信号中出现的脉冲的数目进行比较。
确定对模拟信号的监测是否存在错误可以包括：确定在第二时间窗中辅助监测信号中出现的脉冲是否多于在第一时间窗中主要监测信号中出现的脉冲。
主要监测信号的值可以由第一比较器设置，并且主要监测信号可以在第一监测信道上进行传送。
辅助监测信号的值可以由第二比较器设置，并且辅助监测信号可以在第二监测信道上进行传送。
该方法还可以包括切换第二比较器的作用，使得第二比较器设置主要监测信号的值，并且在第二监测信道上传送该主要监测信号。
该方法还可以包括切换第一比较器的作用，使得第一比较器设置辅助监测信号的值，并且在第一监测信道上传送该辅助监测信号。
可以在切换第一比较器的作用之前切换第二比较器的作用。
可以仅在第一时间窗中在主要监测信号中计数的脉冲数目等于在第二时间窗中在辅助监测信号中计数的脉冲数目时切换第一比较器的作用。
在另一实施方式中，提供了一种信号监测系统，该系统包括输入接口、第一比较器、第二比较器和控制器。该输入接口被配置成从传感器接收模拟信号。该第一比较器被配置成：将模拟信号的幅度与包括第一高阈值和第一低阈值的第一阈值对进行比较；当模拟信号的幅度超过第一高阈值时，将主要监测信号的值设置成第一值；以及当模拟信号的幅度减小到第一低阈值以下时，将主要监测信号的值设置成第二值。该第二比较器被配置成：将模拟信号的幅度与包括第二高阈值和第二低阈值的第二阈值对进行比较，其中，第二高阈值大于第一高阈值，并且第二低阈值小于第一低阈值；当模拟信号的幅度超过第二高阈值时，将辅助监测信号的值设置成第一值；以及当模拟信号的幅度减小到第二低阈值以下时，将辅助监测信号的值设置成第二值。该控制器被配置成：接收主要监测信号和辅助监测信号；将主要监测信号和辅助监测信号进行比较；以及根据该比较来确定信号监测系统是否存在错误。
该控制器还可以被配置成检测在主要监测信号中出现的脉冲。
该控制器还可以被配置成根据对主要监测信号中的脉冲的检测来确定模拟信号中的脉冲事件的频率。
该传感器可以被配置成感测工业过程，并且该控制器还可以被配置成根据模拟信号中的脉冲事件的频率来确定工业过程的属性。
将主要监测信号与辅助监测信号进行比较可以包括：将在主要监测信号中出现脉冲的时刻与在辅助监测信号中出现脉冲的时刻进行比较。
根据该比较确定对模拟信号的监测是否存在错误可以包括：在主要监测信号中未出现脉冲的时刻处确定在辅助监测信号中是否出现脉冲。
该控制器还可以被配置成对在第一时间窗中主要监测信号中出现的脉冲的数目进行计数。
该控制器还可以被配置成对在第二时间窗中辅助监测信号中出现的脉冲的数目进行计数。
第一时间窗可以在第二时间窗开始之前开始。
第一时间窗可以在第二时间窗结束之后结束。
将主要监测信号与辅助监测信号进行比较可以包括：将在第一时间窗中主要监测信号中出现的脉冲的数目与在第二时间窗中辅助监测信号中出现的脉冲的数目进行比较。
确定对模拟信号的监测是否存在错误可以包括：确定在第二时间窗中辅助监测信号中出现的脉冲是否多于在第一时间窗中主要监测信号中出现的脉冲。
尽管上文已经描述了本发明的特定实施方式，但将理解的是，本发明可以以与上述不同的其他方式来实践。上面的描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员将明显的是，可以在不背离所附权利要求的范围的情况下对上述发明做出修改。
本说明书使用示例来公开本发明并且还使本领域的技术人员能够实践本发明，这包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何所结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其他示例。如果它们具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质不同的等同结构元件，这样示例将落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种监测从传感器输出的模拟信号的方法，包括：
使用第一比较器比较所述模拟信号的幅度与第一阈值对，其中，所述第一阈值对包括第一高阈值和第一低阈值；
当所述模拟信号的幅度超过所述第一高阈值时，使用所述第一比较器将主要监测信号设置成第一值；
当所述模拟信号的幅度减小到所述第一低阈值以下时，使用所述第一比较器将所述主要监测信号设置成第二值；
在第一监测信道上传送所述主要监测信号；
使用第二比较器比较所述模拟信号的幅度与第二阈值对，其中，所述第二阈值对包括第二高阈值和第二低阈值，并且其中，所述第二高阈值大于所述第一高阈值，并且所述第二低阈值小于所述第一低阈值；
当所述模拟信号的幅度超过所述第二高阈值时，使用所述第二比较器将辅助监测信号设置成第一值；
当所述模拟信号的幅度减小到所述第二低阈值以下时，使用所述第二比较器将所述辅助监测信号设置成第二值；
在第二监测信道上传送所述辅助监测信号；
切换所述第二比较器的作用，使得所述第二比较器设置所述主要监测信号的值，并且在所述第二监测信道上传送所述主要监测信号；
切换所述第一比较器的作用，使得所述第一比较器设置所述辅助监测信号的值，并且在所述第一监测信道上传送所述辅助监测信号；
通过对在所述主要监测信号中出现脉冲的时刻与在所述辅助监测信号中出现脉冲的时刻进行比较，来比较所述主要监测信号与所述辅助监测信号；以及
根据所述比较来确定对所述模拟信号的监测是否存在错误。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：检测在所述主要监测信号中出现的脉冲。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：根据对所述主要监测信号中的脉冲的检测来确定所述模拟信号中的脉冲事件的频率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述比较来确定对所述模拟信号的监测是否存在错误包括：在所述主要监测信号中未出现脉冲的时刻处确定在所述辅助监测信号中是否出现脉冲。
5.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括：对在第一时间窗中所述主要监测信号中出现的脉冲的数目进行计数，并且对在第二时间窗中所述辅助监测信号中出现的脉冲的数目进行计数，其中，所述第一时间窗在所述第二时间窗开始之前开始并且所述第一时间窗在所述第二时间窗结束之后结束。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述主要监测信号与所述辅助监测信号进行比较包括：对在所述第一时间窗中所述主要监测信号中出现的脉冲的数目与在所述第二时间窗中所述辅助监测信号中出现的脉冲的数目进行比较。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定对所述模拟信号的监测是否存在错误包括：确定在所述第二时间窗中所述辅助监测信号中出现的脉冲是否多于在所述第一时间窗中所述主要监测信号中出现的脉冲。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在所述切换所述第一比较器的作用之前切换所述第二比较器的作用。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，仅在所述第一时间窗中在所述主要监测信号中计数的脉冲数目等于在所述第二时间窗中在所述辅助监测信号中计数的脉冲数目的情况下切换所述第一比较器的作用。
10.一种信号监测系统，包括：
输入接口，所述输入接口被配置成从传感器接收模拟信号；
第一比较器，所述第一比较器被配置成：
将所述模拟信号的幅度与包括第一高阈值和第一低阈值的第一阈值对进行比较；
当所述模拟信号的幅度超过所述第一高阈值时，将主要监测信号的值设置成第一值；
当所述模拟信号的幅度减小到所述第一低阈值以下时，将所述主要监测信号的值设置成第二值；以及
在第一监测信道上传送所述主要监测信号；
第二比较器，所述第二比较器被配置成：
将所述模拟信号的幅度与包括第二高阈值和第二低阈值的第二阈值对进行比较，其中，所述第二高阈值大于所述第一高阈值，并且所述第二低阈值小于所述第一低阈值；
当所述模拟信号的幅度超过所述第二高阈值时，将辅助监测信号的值设置成第一值；以及
当所述模拟信号的幅度减小到所述第二低阈值以下时，将所述辅助监测信号的值设置成第二值；
在第二监测信道上传送所述辅助监测信号；
控制器，所述控制器被配置成：
接收所述主要监测信号和所述辅助监测信号；
切换所述第二比较器的作用，使得所述第二比较器设置所述主要监测信号的值，并且在所述第二监测信道上传送所述主要监测信号；
切换所述第一比较器的作用，使得所述第一比较器设置所述辅助监测信号的值，并且在所述第一监测信道上传送所述辅助监测信号；
通过对在所述主要监测信号中出现脉冲的时刻与在所述辅助监测信号中出现脉冲的时刻进行比较，来比较所述主要监测信号和所述辅助监测信号；以及
根据所述比较来确定所述信号监测系统是否存在错误。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3557344A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-23 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine fault monitoring system and method
CN109491341B (zh) * 2018-11-28 2021-04-13 北京迈斯康特测控技术有限公司 用于油田作业设备的监控与数据分析系统
CN114089036B (zh) * 2021-11-09 2024-04-16 许继集团有限公司 一种键相脉冲智能采集装置及其采集方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4524932A (en) * 1982-12-30 1985-06-25 American Standard Inc. Railroad car wheel detector using hall effect element
US5089821A (en) * 1988-05-28 1992-02-18 Nec Corporation Digital data reproducing circuit for a magnetic recording apparatus of reproducing digital data without being affected by capable external noise, drop-ins, and drop-outs
JP2001035335A (ja) * 1999-07-16 2001-02-09 Nec Corp リレー故障検出装置
CN101770440A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 扬智科技股份有限公司 可自动调整中心电平的通用串行总线装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5615223A (en) * 1995-04-19 1997-03-25 Eastman Kodak Company PPM decoder utilizing drop-out location information
US9236209B2 (en) * 2013-04-03 2016-01-12 Tektronix, Inc. Relay failure detection system
US9372234B2 (en) * 2013-08-27 2016-06-21 Ford Global Technologies, Llc Detection method of current sensor faults in the e-drive system by using the voltage command error

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4524932A (en) * 1982-12-30 1985-06-25 American Standard Inc. Railroad car wheel detector using hall effect element
US5089821A (en) * 1988-05-28 1992-02-18 Nec Corporation Digital data reproducing circuit for a magnetic recording apparatus of reproducing digital data without being affected by capable external noise, drop-ins, and drop-outs
JP2001035335A (ja) * 1999-07-16 2001-02-09 Nec Corp リレー故障検出装置
CN101770440A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 扬智科技股份有限公司 可自动调整中心电平的通用串行总线装置

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