CN108953730A - 用于表征流体控制阀的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于表征流体阀的装置和方法。示例性装置包括流体阀，该流体阀具有阀座和密封地接合所述阀座的流动控制构件。该装置包括用于检测流动控制构件的位置的变化的传感器。该装置包括处理器，用于基于位置的变化来确定与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

Description

用于表征流体控制阀的装置和方法

技术领域

概括地，本公开内容涉及流体控制设备，更具体而言，涉及用于表征流体控制阀的装置和方法。

背景技术

近年来，工业工厂和制造商已经开发并实现了用于生产和工作流程控制的先进的流体阀控制器。这些已知的流体阀控制器监控和控制流体阀以管理过程控制系统内的过程流体(例如天然气、水等)。具体地，阀控制器通过基于可手动编程的设置和/或参数移动或移位阀塞(例如经由致动器)来控制过程流体的流动。这种阀塞具有相关的实现和/或设计参数，诸如落座力/扭矩、起动(breakout)力/扭矩、起动时间等。这些参数通常基于手动测量来确定或计算，这执行起来可能是耗时和/或劳动密集的。

发明内容

示例性装置包括流体阀，所述流体阀具有阀座和密封地接合阀座的流动控制构件。所述装置包括用于检测流动控制构件的位置的变化的传感器，位置的变化。所述示例性装置还包括处理器，用于基于位置的所述变化来确定与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

一种示例性方法包括经由传感器检测流体阀的流动控制构件的位置的变化。所述流动控制构件密封地接合阀座。示例性方法还包括经由处理器基于位置的所述变化来确定与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

一种示例性的有形机器可读储存介质包括在被执行时使得处理器经由传感器检测流动控制构件的位置的变化的指令。所述流动控制构件密封地接合流体阀的阀座。所述指令还使得所述处理器基于位置的所述变化来计算与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

附图说明

图1例示了其中可以实现本文公开的示例的示例性过程控制节点。

图2是图1的示例性流体阀的详细横截面图。

图3是根据本公开内容的教导的示例性阀表征系统的方框图。

图4A、图4B和图4C是例示根据本公开内容的教导的示例性特征的示例性图示。

图5和图6是表示可以用本文公开的示例实现的示例性方法的流程图。

图7是能够执行示例性的机器可读指令以实现图5和图6的方法和/或图3的示例性阀表征系统的示例性处理平台的方框图。

本文公开的附图不是按比例绘制的。只要有可能，将在贯穿附图和附带的书面描述中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如在本公开内容中所使用的，声明任何部件以任何方式定位在另一部件上(例如，定位在另一部件上，位于另一部件上，布置在另一部件上或形成在另一部件上等)，意味着所参考的部件与另一部件接触，或者所参考的部分在另一部件的上方，其中一个或多个中间部件位于所参考的部件与另一部件之间。声明任何部件与另一部件接触意味着两部件之间没有中间部件。

具体实施方式

公开了表征流体控制阀的装置和方法。工业工厂和制造商通常利用流体阀来控制过程控制系统内的过程流体(例如天然气、水等)。通常，这些已知的流体阀由具有传感器(例如流量计、霍尔效应传感器等)的阀控制器控制以监控与这些流体阀相关联的参数，诸如流动速率、阀塞的位置等。为了控制过程流体的移动，这些传统的阀控制器至少部分地基于所监控的参数来相对于阀座在打开位置与关闭位置之间移动(例如经由致动器移动)阀塞。阀塞移动通常由被编程至阀控制器中的参数和/或设置来管理，这些参数和/或设置可以包括落座力、起动力、起动时间等。然而，确定、设置和/或调节这些参数的过程可能需要手动劳动和时间，包括确定与流体阀相关联的落座点和起动点。此外，手动确定和/或调整可能会受到操作员错误的影响。

本文所公开的示例通过限定与流体阀相关联的落座点和/或起动点来表征流体阀(例如滑动杆阀、旋转阀等)的操作。确定落座点和起动点以便于有效控制流体阀。一旦确定了落座点和起动点，这些点(例如与这些点相对应的参数值)就可以被编程至阀控制器。本文公开的示例通过减少潜在错误以及与手动确定相关联的时间来快速并准确地确定落座点和/或起动点。此外，通过使确定流体阀的落座点和/或起动点的过程自动化，可以并行地进行表征(例如可以同时表征多个流体阀)，由此减少调试时间和相关成本。

一些公开的示例实现一个处理器，以基于来自传感器(例如霍尔效应传感器、电位计、视觉位置传感器等)的测量结果来确定和/或计算流体阀的落座点和/或起动点，传感器通信地耦合到流体阀和/或布置在流体阀内。具体地，传感器检测流动控制构件(例如阀塞等)的位置的变化。换而言之，处理器基于流动控制构件的位置的变化来确定和/或计算流体阀的落座点和/或起动点。在一些示例中，传感器在流体阀的正常操作(例如关闭或打开流体阀等)期间监控流动控制构件的位置。附加地或替代地，传感器测量流动控制构件的速度和/或加速度，并且处理器将速度和/或加速度与一个或多个阈值(例如预定阈值、计算阈值等)进行比较来确定落座点或起动点。在其它示例中，处理器将流动控制构件的测量位置与阈值位置进行比较。在一些示例中，处理器计算、确定和/或更新与流动控制构件和/或流体阀有关的一个或多个参数和/或设置，诸如流体阀的落座力、起动力和/或起动时间。

如本文所使用的那样，术语“落座点”是指其中阀塞被认为已开始接触和/或接合流体阀的阀座的位置。如本文所使用的那样，术语“起动点”指的是阀塞已经离开和/或开始离开对应于关闭位置的行程终点和/或与阀座脱离的位置。

图1示出了其中可以实现本文公开的示例的示例性过程控制节点100。示例性过程控制节点100包括流体阀102和阀控制器104。示例性过程控制节点100还包括气动致动器106、处理器(例如控制处理器)108和传感器110，在该示例中处理器108在阀控制器104中实现。根据图1所例示的示例，流体阀102可以是滑动杆阀、旋转阀等，其可操作以控制过程流体(例如天然气、水等)流过流体阀102。

在该示例中，流体阀102是滑动杆流体阀，其具有可操作地与其耦合的致动器106。流动控制构件或阀塞202(在图2中示出)控制过程流体的流动。示例性致动器106可以是使得阀塞202在打开状态与关闭状态之间移动的气动致动器、液压致动器、电动致动器等。根据所例示的示例，当流体阀102处于关闭状态时，基本上防止了过程流体通过其流过。相反，当流体阀102处于打开状态时，过程流体能够通过其流过。

在该示例中，致动器106是响应于提供给致动器106的输入流体压力的气动致动器。输入流体压力由阀控制器104控制并且使得致动器106产生输出力(或扭矩)和/或压力以移动阀塞202，这将在下面结合图2更详细地解释。

为了监控流体阀102的操作，示例性传感器(例如霍尔效应传感器、变换器等)110测量与流体阀102相关联的参数，诸如举例来说，阀塞202的位置、速度、加速度和/或移动变化(例如速度或加速度的变化)、致动器106的相对输出力和/或压力等。在一些示例中，传感器110被布置在阀控制器104、流体阀102和/或任何其它合适的位置(例如外部位置)以检测这些参数。

示例性阀控制器104包括处理器108，但是在其它示例中，处理器108可以在阀控制器104外部和/或从远程位置(例如控制室、远程服务器等)通信地耦合到阀控制器104。具体地，处理器108可以通过使用一个或多个有线和/或无线通信网络(诸如与流体阀102和/或阀控制器104相关联的过程控制网络)与阀控制器104通信。根据所例示的示例，处理器108通过执行一个或多个程序来控制流体阀102，以改变致动器106的输出力和/或压力，并因此改变阀塞202的移动。该阀塞202的受控和/或被致动的移动可以通过被编程到阀控制器104和/或处理器108中的参数和/或设置来控制。所编程的参数和/或设置可以和与流体阀102相关联的落座力、起动力和/或起动时间有关，如下面更详细解释的那样。

图2是图1的示例性流体阀102的详细横截面图。根据所例示示例，上面结合图1提及的流动控制构件202可以是任何合适的阀塞(例如圆柱形塞、锥形塞，渐变塞等)，其在经由阀杆206的移动而相对于(例如朝向和/或远离)阀座204移动时改变通过流体阀102的过程流体的流动。具体地，示例性流动控制构件202沿着通常由双箭头208指示的方向在流体阀102的打开位置与关闭位置之间移动，为了清楚起见，打开位置与关闭位置两者都在图2中示出。在图2所例示的示例中，当流动控制构件202处于关闭位置(由图2的点画线/虚线表示)时，流动控制构件202接触和/或密封地接合阀座204，由此显著地减少或阻止过程流体的流动。

如上所述，流体阀102的传感器110检测流动控制构件202的位置、位置的变化和/或位移的变化。在该示例中，传感器(例如霍尔效应传感器)110测量对应于打开位置和/或关闭位置的流动控制构件202的位置。附加地或替代地，传感器110反复地、周期性地和/或连续地检测流动控制构件202的位置和/或位置的变化，以反复地和/或连续地提供给阀控制器104和/或处理器108。在其它示例中，传感器110被实现为流动速率和/或流体流动传感器。

流体阀102的操作和控制至少部分地取决于与流体阀102相关联的落座点和/或起动点/分离点。例如，可以确定足以将流动控制构件202移动到流动控制构件202被认为在其中已经开始接触和/或接合处于关闭位置的阀座204的落座力，以控制流动控制构件202的移动。同样地，可以确定足以使流动控制器构件202从起动点移动的力，以控制流动控制构件202的移动，在该起动点处，流动控制构件202已经开始与行程终点分离和/或与抵靠阀座204的封闭件脱离(例如流动控制构件202离开极限关闭位置)。根据本文公开的示例，为了便于通过致动器106有效且精确地控制流体阀102，如下面结合图5和图6更详细地公开的那样将计算和/或确定落座点和/或起动点。在一些示例中，基于落座点和/或起动点确定与流体阀102相关联的落座力、起动力和/或起动的时间(例如起动时间)。

图3是根据本公开内容的教导的示例性阀表征系统300的方框图。示例性阀表征系统300可以用于实现图1的阀控制器104、处理器108和/或示例性过程控制节点100。所例示的示例的阀表征系统300包括传感器接口302、致动器控制器304、数据库306、运动分析器308、比较器310和校准器312。在该示例中，阀表征系统300还包括致动器106和图1的传感器110。

在图3所例示的示例中，传感器接口302通信地耦合到传感器110。具体地，传感器110经由通信链路314(诸如举例来说，信号传输线或总线、射频等)向传感器接口302提供检测到的流动控制构件202的位置和/或检测到的流动控制构件202的位置的变化(例如速度、加速度等)。

所例示的示例的致动器控制器304通信地和/或操作地耦合到致动器106(例如经由通信链路314)以控制致动器106，并且作为结果，移动流动控制构件202。具体地，示例性致动器控制器304改变提供给致动器106的输入流体压力，并且因此改变由致动器106提供的输出压力和/或力，从而使得流动控制构件202移动。

根据所例示的示例，数据库306储存和/或提供对与阀控制器104、流体阀102和/或更一般地与示例性过程控制节点100相关联的数据的访问。例如，当传感器110在使用流体阀102期间检测(例如连续地或反复地)流动控制构件202的位置和/或位置的变化时，数据库306接收(例如经由传感器接口302)并储存在传感器110处测量的位置和/或位置的变化。附加地或替代地，数据库306接收与检测到的流动控制构件202的位置和/或位置的变化相关联的一个或多个相应的时间或时间戳。

在一些示例中，数据库306储存与流动控制构件202和/或更一般地与流体阀102有关的一个或多个设置。例如，设置可以包括由致动器106提供的落座力(例如测量为磅力(lbf)、磅每平方英寸(psi)等)以使流动控制构件202与阀座204密封地接合(例如在关闭操作期间)。类似地，在一些示例中，设置可以包括在致动器106使流动控制构件202从阀座204脱离的操作期间(例如在打开期间)的起动力和/或占用的起动时间。根据所例示的示例，校准器312利用落座点和/或起动点来基于与落座点和/或起动点有关的一个或多个合适的算法、方程和/或技术确定或者计算流体阀102的有利的落座力、起动力和/或起动时间。

所例示的示例的运动分析器308确定和/或计算流动控制构件202的不同的运动特性(例如速度、加速度等)，以表征流动控制构件202的移动和/或关联的力。例如，当致动器106使流动控制构件202相对于阀座204移动时，运动分析器308处理、生成和/或分析来自可储存在数据库306中的传感器110的关联数据(例如位置、运动和/或时间数据)，以计算和/或确定流动控制构件202的速度。附加地或替代地，在其它示例中，运动分析器308基于检测到的移动计算和/或确定流动控制构件202的加速度。在一些示例中，运动分析器308向数据库306发送(例如经由有线和/或无线通信链路314)与流动控制构件202的运动相关联的经计算的数据。

在一些示例中，比较器310执行储存储在数据库306中的阈值数据和/或特征流动数据与来自传感器110的测量值之间的一个或多个比较，以确定和/或表征流体阀102的落座点和/或起动点。例如，比较器310可以将流动控制构件202的速度(例如由运动分析器308计算和/或确定的速度)与阈值速度(例如计算值和/或预定值)进行比较，以基于流动控制构件202朝向阀座204的移动来确定流体阀102的落座点(例如在流体阀102的关闭操作期间)。

附加地或替代地，在一些示例中，比较器310将流动控制构件202的加速度(例如由运动分析器308计算和/或确定的加速度)与阈值加速度(例如计算值和/或预定值)进行比较，以基于流动控制构件202远离阀座204的移动来确定流体阀102的起动点(例如由流体阀102的打开操作提供)。在一些示例中，比较器310将流动控制构件202的位置和/或位置的变化与阈值位置(例如计算值和/或预定值)进行比较，以确定流体阀102的起动点。在一些示例中，比较器310向数据库306发送和/或提供(例如经由有线和/或无线通信链路314)确定结果。

所示示例的校准器312计算和/或确定与流动控制构件202和/或更一般地与流体阀102有关的操作参数、配置输入和/或设置相关联的校准值(例如落座力、起动力、起动时间等)。具体地，校准器312可以基于由比较器310执行的比较和/或由运动分析器308分析的流动控制构件202的运动表征流动控制构件202和/或流体阀102的独特和/或情境操作行为。附加地或替代地，校准器312用于分析起动力和/或落座力的趋势和/或漂移(例如长期趋势)以更新操作参数和/或设置(例如输入设置是基于利用测量的输出值的算法来计算的)。

虽然在图3中例示了实现示例性阀控制器104、流体阀102和/或更一般的图1的示例性过程控制节点100的示例性方式，但是可以以任何其他方式进行组合、划分、重新布置、省略、消除和/或实现图3中所例示的一个或多个元件、过程和/或设备。此外，图3的示例性传感器接口302、致动器控制器304、数据库306、运动分析器308、比较器310、校准器312和/或更一般的阀表征系统300可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合。因此，例如图3的示例性传感器接口302、致动器控制器304、数据库306、运动分析器308、比较器310、校准器312和/或更一般的阀表征系统300中的任一个可以通过一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑设备(FPLD)。当读取本专利的任何装置或系统权利要求以覆盖纯粹的软件和/或固件实现方式时，示例性传感器接口302、致动器控制器304、数据库306、运动分析器308、比较器310、校准器312在此明确地被定义为包括储存软件和/或固件的有形的计算机可读储存设备或储存盘(诸如储存器、数字多功能盘(DVD)、压缩盘(CD)、蓝光盘等等)。此外，图3的示例性配置300可以包括除了图3中例示的那些之外或代替图3中例示的那些的一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括任何一个或所有所例示元件、过程和设备中的多于一个。

图4A是例示根据本公开内容的教导的流体阀102的示例性表征的示例性图示400。图示400包括对应于由传感器110测量的位置数据和/或相对位移的水平轴线402。根据所例示的示例，图示400还包括表示由致动器106提供的输出力和/或压力(psi)的垂直轴线404。

根据所例示的示例，第一曲线406表征流动控制构件202从打开位置朝向关闭位置407的移动，在关闭位置中流动控制构件202抵靠阀座204落座(例如由流体阀102的关闭操作提供)。换而言之，第一曲线406表示流动控制构件202返回到阀座204以关闭流体阀102。因此，沿着第一曲线406的移动是从右到左(在图4A的视图中)。相应地，图示400的最右侧部分(在图4A的视图中)表示流体阀102打开，而图示400的最左侧部分表示流体阀102关闭。

第一曲线406表示致动器106的初始输出力和/或压力(由垂直轴线404上的大约13psi的值表示)，从而使流动控制构件202朝向阀座204加速和/或移动到关闭位置407。当流动控制构件202开始接合阀座204时，看到第一曲线406的转变点408。在转变点408的左侧(在图4A的视图中)，流动控制构件202随着流动控制构件202的速度减小而压缩阀座204。根据所例示的示例，第一曲线406的转变点408与流体阀102的落座点关联和/或限定流体阀102的落座点。在一些示例中，流动控制构件202的下降速度可以有利地由阀表征系统300用来计算流体阀102的特征落座点。

根据所例示的示例，第二曲线410表征流动控制构件202远离阀座204到打开位置(例如由流体阀102的打开操作提供)的移动。因此，第二曲线410表示流动控制构件202远离阀座204的起动。因此，在所例示示例中，沿着第二曲线410的移动在图4A的视图中从左到右。

如第二曲线410所示，当流动控制构件202从阀座204脱离时，限定第二曲线410的转变点412。该转变点412指示不再需要增加的起动压力的点以使流动控制构件202从阀座204移开。根据所例示的示例，当由致动器106向流动控制构件202提供的输出力和/或压力增加(例如到图4A的视图中的转变点412的左侧)时，流动控制构件202在到达转变点412之前相对于阀座移动一小段距离(例如，0.01英寸、0.001英寸等)。作为结果，流体控制构件202的这种加速度可以临时增加。流体控制构件202的这种加速度与流体阀102的起动点相关联。在一些示例中，阀表征系统300基于流动控制构件202的加速度来确定流体阀102的特征起动点。

图4B和图4C是例示根据本公开内容的教导的流体阀102的示例性表征的附加的示例性图示414、416。图示414、416中的每一个都包括表示时间数据的水平轴线418。示例性图示414、416中的每一个还包括表示由传感器110测量的位置数据和/或移动(例如速度和/或加速度)的垂直轴线420。

转向图4B，位置曲线422表示流动控制构件202朝向阀座204的移动(例如由流体阀102的关闭操作提供)。相应地，图示414的左侧区域(在图4B的视图中)表示流体阀102的打开。

在该示例中，速度曲线424对应于位置曲线422并且表示流动控制构件202的速度。如图4B所示，速度曲线424具有部分426，在该部分中流动控制构件202的速度减小(例如从接合和/或压缩阀座204开始)。根据所例示的示例，速度曲线424的该部分426与特征落座点相关联，该特征落座点由图4B中的点427指示。阀表征系统300可以有利地利用部分426和/或速度曲线424的形状(例如拐点、最小值、斜率的变化等)来确定特征落座点。

在一些示例中，利用阈值428(例如阈值速度)来确定落座点。在这样的示例中，当流动控制构件202具有满足和/或经过阈值428的速度时，阀表征系统300确定流体阀202的落座点。具体地，阀表征系统300可以基于速度曲线424在阈值速度428下方延伸的部分430确定落座点。在一些示例中，阀表征系统300基于速度曲线424相对于阈值428的任何适当部分来确定落座点。

转到图4C，位置曲线433表示流动控制构件202远离阀座204的移动(例如由流体阀102的打开操作提供)。因此，图示416的左侧区域(在图4C的视图中)表示流体阀102被关闭，而图示416的右侧区域表示流体阀102被打开。

在该示例中，加速度曲线432对应于位置曲线433并且表示流动控制构件202的加速度。如图4C所示，加速度曲线432具有流动控制构件202的加速度增加的部分434。相应地，加速度曲线432的该部分434与流体阀202的起动点相关联并且可以由阀表征系统300有利地用于确定流体阀102的特征起动点，其被示出为图4C中的点435。

在一些示例中，提供阈值(例如阈值加速度和/或阈值位置)436以确定起动点。在这样的示例中，当流动控制构件202具有满足和/或延伸超过阈值436(例如阈值加速度)的加速度时，阀表征系统300可以确定流体阀202的起动点。例如，阀表征系统300可以基于加速度曲线432的部分438和/或超过阈值436的部分434来确定起动点。在一些示例中，阀表征系统300基于加速度曲线432相对于阈值436的任何适当部分和/或特征形状(例如，峰值、拐点等)来确定起动点。

附加地或替代地，在一些示例中，当流动控制构件202的位置通过位置阈值时，阀表征系统300确定流体阀202的起动点。例如，阀表征系统300基于位置曲线433的大于位置阈值的部分440来确定起动点。示例性图示400、414、416或它们的组合的任何特性都可以被本文公开的示例利用来表征落座点和/或起动点。此外，可以使用任何示例适当的图示特性、数学关系和/或曲线形状特性。

表示用于实现图3的阀表征系统300的示例性方法的流程图在图5和图6中示出。在该示例中，可以使用机器可读指令来实现这些方法，该机器可读指令包括由处理器(诸如下面结合图7讨论的示例性处理器平台700中示出的处理器712)执行的程序。该程序可以体现在储存在有形计算机可读储存介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘或与处理器712相关联的储存器)上的软件中，但是整个程序和/或它的部分可替代地由除了处理器712之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参考图5和图6中所例示的流程图描述了示例性程序，但是可以替代地使用许多其它实现阀表征系统300的方法。例如，可以改变方框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些方框。

如上所述，可以使用储存在有形的计算机可读存储介质(例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或任何其它存储设备或储存盘)上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图5和图6的示例性方法，其中信息在任何持续时间上(例如在延长时间周期段上、永久地、为短暂的实例地、为了临时缓冲、和/或为了缓存信息)储存在该有形的计算机可读存储介质中。如本文所使用的，术语有形的计算机可读储存介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读储存设备和/或储存盘并且排除传播的信号以及排除传输介质。如本文使用的，可交替互换地使用“有形的计算机可读储存介质”和“有形的机器可读储存介质”。附加地或替代地，可以使用编码指令(例如计算机和/或机器可读指令)来实现图5和图6的示例性处理器，编码指令储存在非暂时性计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩盘、数字多功能盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其它储存设备或储存盘)上，其中信息在任何持续时间上(例如在延长时间周期段上、永久地、为短暂的实例地、为了临时缓冲、和/或为了缓存信息)储存在该非暂时性计算机和/或机器可读介质中。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读储存设备或储存盘并且排除传播的信号以及排除传输介质。如本文所使用的，当短语“至少”用作权利要求的前序中的过渡术语时，其以与术语“包括”是开放式的相同的方式是开放式的。

图5例示了表示示例性方法500的流程图，该示例性方法500可以被实现为表征一个或多个流体阀(例如图1中的流体阀102)的操作。示例性方法500可以在图1至图2中所示的示例性流体阀102、示例性阀控制器104、示例性过程控制节点100和/或示例性阀表征系统300中的任何一个中实现。

图5的示例性方法500在传感器110检测流动控制构件202的初始位置和/或位置的变化时(方框502)开始。在一些示例中，例如，当流体阀102关闭和/或流动控制构件202从阀座204脱离时，传感器110检测流动控制构件202的位置。在一些示例中，传感器110在正常使用流体阀102期间(例如在流体阀102的典型关闭操作期间等)监控位置的变化和/或连续/周期性地检测流动控制构件202的位置。

根据所例示的示例，当传感器110检测到流动控制构件202的位置和/或位置的变化时，阀表征系统300将对应的位置数据储存在数据库306中。在一些示例中，数据库306接收对应于位置测量的一个或多个时间或时间戳(例如相对时间和/或时间间隔)。

根据所例示的示例，由致动器移动流动控制构件202(方框504)。具体地，处理器108控制致动器106的输出压力和/或力，并因此引起流动控制构件202的移动。例如，当由致动器106提供的输出压力和/或力增加时(例如经由提供给致动器106的输入流体压力)，流动控制构件202朝向阀座204从打开位置移动到关闭位置。在一些示例中，流动控制构件202的受控的经致动的移动可以由储存在数据库306中的参数和/或设置来控制，该参数和/或设置可以与流体阀102的落座力有关。

接下来，传感器110继续检测流动控制构件202的位置和/或位置的变化(方框506)。例如，当流动控制构件202朝向阀座204移动到关闭位置时，传感器110至少检测流动控制构件202的位置，并且阀表征系统300将对应的位置和/或时间数据储存在数据库306。

在一些示例中，流动控制构件202的速度由流动控制构件202的位置和/或位置的变化确定(方框508)。具体地，运动分析器308通过处理和/或分析来自数据库360储存的所储存的位置、移动和/或时间数据来计算流动控制构件202的速度。根据所例示的示例，运动分析器308基于对流动控制构件202的移动的检测确定速度。

在一些示例中，将速度与阈值速度(例如图4B中所示的阈值428)进行比较(方框510)。在一些示例中，比较器310将流动控制构件202在每个检测位置处的速度(例如速度的绝对值)和/或位置的变化与阈值速度进行比较。在一些示例中，阈值速度是储存在数据库306中的预定值。

接下来，确定速度是否满足阈值速度(方框512)。如果阀表征系统300确定速度的值(例如绝对值)大于或等于阈值速度的值(方框512)，则过程的控制返回到方框504。否则，如果阀表征系统300确定速度的值小于阈值速度(方框512)，则过程的控制进行到方框514。

接下来，确定和/或更新流体阀102的落座点(方框514)。在该示例中，校准器312和/或运动分析器308分析流动控制构件202的位置和/或移动以确定落座点。具体地，落座点可以与流动控制构件202的位置相关联，其中与该位置相对应的速度满足阈值速度。在一些示例中，阀表征系统300确定落座点处于这样的位置或偏移到这样的位置。在一些示例中，如果落座点不准确，则阀表征系统300储存和/或更新落座点(例如通过数据库)。

在该示例中，确定和/或更新与流动控制构件202和/或流体阀102有关的设置(方框516)。校准器312计算和/或确定与流动控制构件202和/或流体阀102有关的校准值。在一些示例中，校准器312计算和/或确定流体阀102的落座力的值，例如，通过使用与流体阀102的落座点有关的一个或多个合适的算法、方程和/或技术。在这样的示例中，阀表征系统300可以将计算的落座力和/或确定的落座力储存在数据库306中。在其它示例中，如果该值不准确，则阀表征系统300更新流体阀102的落座力的值。在一些示例中，在确定和/或更新设置之后，过程结束。

图6例示了表示可以被实现以表征一个或多个流体阀(例如图1中的流体阀102)的操作的另一个示例性方法600的流程图。示例性方法600可以在图1-3中示出的示例性流体阀102、示例性阀控制器104、示例性过程控制节点100和/或示例性阀表征系统300中的任一个中实现。

图6的示例方法600在传感器110检测流动控制构件202的初始位置和/或位置改变时(方框602)开始。在一些示例中，传感器110在正常使用流体阀102期间(例如在流体阀102的典型打开操作期间等)监控位置的变化和/或连续/周期性地检测流动控制构件202的位置。根据所例示的示例，当传感器110检测到流动控制构件202的位置和/或位置的变化时，阀表征系统300将对应的位置和/或时间数据储存在数据库306中。

在该示例中，由致动器移动流动控制构件202(方框604)。具体地，处理器108控制致动器106的输出压力和/或力，并因此引起流动控制构件202的移动。具体地，当由致动器106提供的输出压力和/或力增加时(例如通过提供给致动器106的输入流体压力)，流动控制构件202移动远离和/或脱离阀座204。在一些示例中，流动控制构件202的受控的经致动的移动可以由储存在数据库306中的参数和/或设置控制，这些参数和/或设置可能与流体阀102的起动力和/或起动时间有关。

接下来，传感器110继续检测流动控制构件202的位置和/或位置的变化(方框606)。例如，当流动控制构件202移动远离阀座204和/或从阀座204脱离时，传感器110至少检测流动控制构件202的位置，并且阀表征系统300将对应的位置和/或时间数据储存在数据库306。

在一些示例中，流动控制构件202的加速度由流动控制构件202的位置和/或位置的变化确定(方框608)。具体地，运动分析器308通过处理和/或分析来自数据库306储存的所储存的位置、移动和/或时间数据来计算流动控制构件202的加速度。根据所例示的示例，运动分析器308基于对流动控制构件202的移动的检测确定加速度。

在一些示例中，将加速度与阈值加速度(例如图4C中所示的阈值436)进行比较(方框610)。在一些示例中，比较器310将流动控制构件202每个检测位置处的加速度(例如加速度的绝对值)和/或位置的变化与阈值加速度进行比较。在一些示例中，阈值加速度是储存在数据库306中的预定值。附加地或替代地，流动控制构件202的位置与阈值位置(例如图4C中所示的阈值436)进行比较。在一些示例中，比较器310将每个检测的位置和/或位置的变化与阈值位置进行比较。在一些示例中，阈值位置是储存在数据库306中的预定值。

接下来，在一些示例中，确定加速度是否满足阈值加速度(方框612)。如果阀表征系统300确定加速度的值(例如绝对值)小于或等于阈值加速度的值(方框612)，则过程的控制进行到方框614。否则，如果阀表征系统300确定加速度的值大于阈值加速度(方框612)，则过程的控制进行到方框616。

在一些示例中，确定流动控制构件202的位置是否满足阈值位置(方框614)。如果阀表征系统300确定位置的值(例如绝对值)和/或位置的变化小于或等于阈值位置的值(方框614)，则过程的控制返回到方框604。否则，如果阀表征系统300确定位置的值和/或位置的变化大于阈值位置(方框614)，则过程的控制进行到方框616。

接下来，流体阀102的起动点被确定和/或更新(方框616)。在该示例中，校准器312和/或运动分析器308分析流动控制构件202的位置和/或移动以确定起动点。具体地，起动点与流动控制构件202的特定位置相关联，其中与该位置相对应的加速度满足阈值加速度。附加地或替代地，在一些示例中，起动点与流动控制构件202的满足阈值位置的特定位置相关联。在任何情况下，根据所例示示例，阀表征系统300确定起动点位于流动控制构件202的这样的位置处或者偏离这样的位置。在一些示例中，如果起动点不准确，则阀表征系统储存和/或更新起动点(例如经由数据库306)。

在该示例中，确定和/或更新与流动控制构件202和/或流体阀102有关的设置(方框618)。如上所公开的，校准器312计算和/或确定与流动控制构件202和/或流体阀102有关的校准值。在一些示例中，校准器312例如通过使用与流体阀102的起动点有关的一个或多个合适算法、方程和/或技术来计算和/或确定流体阀102的起动力和/或起动时间的值。在这样的示例中，阀表征系统300可以储存所计算和/或确定的数据库306中的起动力和/或起动时间的值。在其它示例中，如果该值是不准确的，则阀表征系统300更新起动力和/或起动时间的值。在一些示例中，在确定和/或更新设置之后，过程结束。

图7是能够执行指令以实现图5和6的方法以及图3的阀表征系统300的示例性处理器平台700的方框图。处理器平台700可以是例如服务器、个人计算机、移动设备(例如，手机、智能电话、诸如iPad^TM的平板电脑)、个人数字助理(PDA)、互联网设备、数字录像机、个人录像机或任何其它类型的计算设备。

所例示示例的处理器平台700包括处理器712。所例示示例的处理器712是硬件。例如，处理器712可以由来自任何期望的家族或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器来实现。

所例示示例的处理器712包括本地储存器713(例如高速缓存)。所例示示例的处理器712经由总线718与包括易失性储存器714和非易失性储存器716的主储存器进行通信。易失性储存器714可以通过同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性储存器716可以通过闪存和/或任何其它期望类型的存储器设备来实现。访问主储存器714、716由存储器控制器控制。

所例示示例的处理器平台700还包括接口电路720。接口电路720可以通过任何类型的接口标准来实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI-E接口。

在所例示示例中，一个或多个输入设备722连接到接口电路720。输入设备722允许用户将数据和命令输入到处理器712中。输入设备722可以通过例如音频传感器、麦克风、照相机(静止或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等点和/或语音识别系统来实现。

一个或多个输出设备724也连接到所例示示例的接口电路720。输出设备724可以例如通过显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器)来实现。因此，所例示示例的接口电路720通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。

所例示示例的接口电路720还包括诸如发射机、接收机、收发机、调制解调器和/或网络接口卡之类的通信设备以便于经由网络726(例如以太网连接、数字用户线路(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如任何类型的计算设备)交换数据。

所例示的示例的处理器平台700还包括用于储存软件和/或数据的一个或多个大容量储存设备728。这种大容量储存设备728的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字多功能盘(DVD)驱动器。

用于实现图5和6的方法的编码指令732可以储存在大容量储存设备728中、在易失性储存器714中、在非易失性储存器716中和/或在诸如CD或DVD的可移动有形计算机可读储存介质上。

从前述内容可以理解，上述公开的装置和方法准确而快速地表征了流体控制阀的操作。具体地，本文公开的示例基于流体阀的流动控制构件的移动来确定和/或更新与流体阀相关联的落座点和/或起动点，以改善对流体阀的控制。一些公开的示例有利地使用确定的落座点和/或起动点来计算、确定和/或更新与流动控制构件和/或流体阀有关的一个或多个参数和/或设置。此外，通过使确定流体阀的落座点和/或起动点的过程自动化，可以快速且平行地进行表征，同时减少用户错误和经常由人工确定所需的过量时间。

虽然本文已经公开了某些示例性装置和方法，但是本专利的涵盖范围不限于此。相反，本专利涵盖了完全落入本专利权利要求范围内的所有设备和方法。尽管示出了本文公开的关于过程控制阀的示例，但本文公开的示例可应用于任何阀或流体控制装置。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

流体阀，所述流体阀具有阀座，和流动控制构件以密封地接合所述阀座；

传感器，用于检测所述流动控制构件的位置的变化；和

处理器，用于基于所述位置的变化来确定与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还引起所述流动控制构件的移动，以确定所述落座点或所述起动点中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器包括用于检测所述位置的霍尔效应传感器或电位计。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述处理器还基于所述流动控制构件的所述移动确定所述流动控制构件的加速度或速度。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述处理器还将所述加速度或所述速度与相应阈值进行比较以确定所述落座点或所述起动点。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还基于所述落座点或所述起动点中的至少一个更新与所述流动控制构件有关的设置。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还分析与所述落座点或所述起动点中的至少一个相关联的趋势以计算输入设置。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器布置在操作地耦合到所述流体阀的阀控制器中。

9.一种方法，包括：

经由传感器检测流体阀的流动控制构件的位置的变化，所述流动控制构件密封地接合阀座；和

经由处理器，基于所述位置的变化来确定与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括使所述流动控制构件移动以确定所述起动点或所述落座点中的至少一个。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括监控位置的变化，并且基于所述变化更新所述落座点或所述起动点中的至少一个。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括经由所述处理器基于所述流动控制构件的所述移动确定所述流动控制构件的加速度或速度。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括经由所述处理器将所述加速度或所述速度与阈值进行比较，并且基于所述比较至少部分地确定所述落座点或所述起动点中的至少一个。

14.根据权利要求9所述的方法，还包括经由所述处理器基于所述落座点或所述起动点中的至少一个更新与所述流动控制构件有关的设置。

15.一种包含指令的有形的机器可读储存介质，所述指令在被执行时使得处理器：

经由传感器检测流动控制构件的位置的变化，所述流动控制构件密封地接合流体阀的阀座；和

基于所述位置的变化来计算与所述流动控制构件相对应的落座点或起动点中的至少一个。

16.根据权利要求15所述的有形机器可读储存介质，还包括指令，所述指令在被执行时使得所述流动控制构件移动以确定所述起动点或所述落座点。

17.根据权利要求16所述的有形的机器可读储存介质，还包括指令，所述指令在被执行时监控所述位置的进一步的变化，并且基于所述变化更新所述落座点或所述起动点中的至少一个。

18.根据权利要求16所述的有形的机器可读储存介质，还包括指令，所述指令在被执行时使得所述处理器基于所述流动控制构件的所检测到的移动来计算所述流动控制构件的加速度或速度。

19.根据权利要求18所述的有形的机器可读储存介质，还包括指令，所述指令在被执行时使得所述处理器将所述加速度或所述速度与阈值进行比较以确定所述落座点或所述起动点。

20.根据权利要求15所述的有形的机器可读储存介质，还包括指令，所述指令在被执行时使得所述处理器基于所计算的落座点或所述起动点中的所述至少一个更新与所述流动控制构件有关的设置。