CN111406201A - 用于布置在过程设备上的传感器装置以及用于操作该传感器装置的方法和过程设备 - Google Patents

用于布置在过程设备上的传感器装置以及用于操作该传感器装置的方法和过程设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111406201A
CN111406201A CN201880076932.0A CN201880076932A CN111406201A CN 111406201 A CN111406201 A CN 111406201A CN 201880076932 A CN201880076932 A CN 201880076932A CN 111406201 A CN111406201 A CN 111406201A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
sensor block
measurement
state
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.)
Granted
Application number
CN201880076932.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111406201B (zh
Inventor
托马斯·威廉
尼古拉·芬克
沃尔夫冈·德拉赫姆
阿尔弗雷德·里德
彼得·克卢弗
托马斯·摩尔
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 Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
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 Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Publication of CN111406201A publication Critical patent/CN111406201A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111406201B publication Critical patent/CN111406201B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/001Means for regulating or setting the meter for a predetermined quantity
    • G01F15/003Means for regulating or setting the meter for a predetermined quantity using electromagnetic, electric or electronic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • G01F15/061Indicating or recording devices for remote indication
    • G01F15/063Indicating or recording devices for remote indication using electrical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80Arrangements for signal processing
    • G01F23/802Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80Arrangements for signal processing
    • G01F23/802Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • G01F23/804Particular electronic circuits for digital processing equipment containing circuits handling parameters other than liquid level
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种在过程设备上的传感器装置,该传感器装置包括至少两个传感器块,其中,每个传感器块包括可被布置在该过程设备上的支撑件和被布置在该支撑件上的多个传感器,该多个传感器用于确定在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量、测量介质的过程特性和/或过程设备的状态,其中,传感器块中的第一传感器块包括控制和/或评估单元,该控制和/或评估单元具有用于与第二传感器块的第一控制和/或评估单元交换数据的至少一个发送和接收模块,其中,将第一传感器块的第一控制和/或评估单元和/或被分配给传感器装置的第二控制和/或评估单元设计为通过对由每个传感器块所确定的值进行加权来确定测量介质的物理或化学变量、测量介质的过程特性和/或过程设备的状态,其中,根据传感器块中的至少一个传感器的测量值变化、传感器块在过程设备中的位置和/或传感器块的功能来执行加权。

Description

用于布置在过程设备上的传感器装置以及用于操作该传感器 装置的方法和过程设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的传感器装置及其操作方法和一种过程设备。
背景技术
已知为了传感器参数的信号调节的目的彼此进行通信的单个测量设备,诸如科里奥利测量设备。从WO 2017/143576 A1等中已知两种测量仪器之间的这种通信形式。
由DE 10 2007 024 006 A1已知一种过程设备中的传感器的功能分布。但是,此类传感器始终经由中央评估单元进行通信。
基于这样的现有技术,本发明着手创建一种具有彼此进行通信的传感器组件(即所谓的“传感器块”)的传感器装置,其中,还考虑组件的当前状态及其在过程设备中的位置,以便获得整体信息。
发明内容
本发明通过具有权利要求1的特征的传感器装置实现了该目的。
与前述现有技术形成对照,根据本发明的用于布置在具有多个测量点的过程设备上的传感器装置包括多个传感器块。
在本发明的意义内的传感器块应理解为支撑件,该支撑件可以局部地被布置在过程设备上并且具有被布置在支撑件上的多个传感器,所述传感器用于确定在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性和/或过程设备的状态。
物理或化学变量可以是,例如,pH值、热导率、声导率、密度、粘度、测量介质的一种或多种组分的物质含量分数等。
过程设备中的测量介质的过程特性可以是温度、压力、流速、体积和/或质量流量等。
过程设备的状态可以意指例如已填充、部分填充或清空。其他状态包括例如介质是否在运动中,例如通过使用混合装置,并且可以通过振动等来确定。此外,可以通过传感器检测关于过程设备在处理期间是否正在规范内工作的状态,例如在某些区域中发生的振动、压力冲击等。
简单的低成本传感器,例如倾斜和/或振荡传感器(特别是基于陀螺仪传感器或陀螺仪的传感器)、温度传感器和/或声学传感器(尤其是声音传感器)以及空气湿度传感器、接近传感器和/或加速度传感器特别优选地作为传感器。物理/化学传感器,例如光化学传感器或电化学传感器,特别是当使用例如不锈钢或石墨电极的非常便宜的电极时,也可以用于传感器装置。其他低成本传感器包括光学传感器,诸如浊度传感器。在MEMS设计中,热流传感器也可以非常经济地制造。从DE 102012102979A1中已知一种电磁流量计的变形,该电磁流量计也可以非常经济地制造。
然而,优选地,传感器块的所有传感器被设计为MEMS部件。
前述传感器块中的第一传感器块包括第一控制和/或评估单元,该第一控制和/或评估单元具有至少一个发送和接收模块,用于与第二传感器块的第一控制和/或评估单元进行数据交换。控制和/或评估单元的其他部件例如可以是计算单元,特别是CPU和数据存储器。
根据本发明,在第一和第二传感器块之间,但是优选在传感器装置的所有传感器块之间交换数据。
第一传感器块的第一控制和/或评估单元和/或被分配给传感器装置的第二控制和/或评估单元被设计成,即被形成为,确定在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性。
在确定期间,除其他外,存在由每个传感器块确定的值的加权。
值,即测量值或根据它们计算出的测量介质的物理和/或化学变量和/或过程特性和/或过程设备的状态的加权,可以根据以下来进行:
a)传感器块的至少一个传感器的测量值变化;
b)传感器块在过程设备中的位置
和/或
c)传感器块的功能。
除其他之外,在测量值变化中可以忽略异常值。如果传感器的测量值经受较大测量值变化,则该传感器的值倾向于具有较低权重。
加权的附加因素是传感器块在过程设备中的位置。例如,过程设备的前五分之一和后五分之一中的传感器块(即来自被布置在入口侧或出口侧的传感器块的值)可以具有较高权重。在容器中混合相或部分填充的容器中的情况下,传感器的权重在一个相边界或多个相边界的区域中特别大,而例如在纯液相或气相处,权重可以相当低。
加权的第三因素是传感器块的功能。传感器块的传感器是已经被调整到过程状态的连续测量传感器。另一方面,暂时接通以进行测量的传感器块通常经受一定的不准确性,直到它们递送稳定的测量值为止。结果,连续测量或暂时关闭的传感器块的功能被包括在加权中。
加权优选是自适应的。在一个或多个传感器的故障或老化加剧的情况下,调整权重,并以较低的权重将所确定的传感器块的值包括在计算中,因为它们更容易出错。
基于传感器之间的通信和具有不同权重的测量数据的调整,可以发展传感器装置的群智能,其例如即使中央控制和/或评估单元故障也可以继续起作用。
本发明的其他有利实施例是从属权利要求的主题。
有利的是,传感器块中的每个传感器块具有控制和/或评估单元,该控制和/或评估单元具有至少一个发送和接收模块,用于与传感器装置的其他传感器块的控制和/或评估单元进行数据交换。这确保了所有传感器块彼此之间的通信。
可以在传感器块上设置多个不同的传感器,这些传感器用于确定过程设备中测量介质的不同物理或化学变量和/或测量介质的不同过程特性。例如,可以在传感器块上布置也可以确定振荡并因此确定粘度的温度传感器和倾斜传感器。
如果将相同类型的多个传感器在传感器区域中在测量介质的流动方向或填充方向在传感器块上彼此一个接一个地布置,则也是可能且有利的。这允许确定在过程设备中随后的测量点的趋势预测和/或实现传感器块的监视功能。
第一传感器块可以有利地具有至少两个操作状态,
其中,第一操作状态用于对在过程设备中发现的关于测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性和/或过程设备的状态的变化进行监视,以及
其中,第二操作状态用于确定在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性和/或过程设备的状态。
附加地或可替选地,第一传感器块可以具有至少两个操作状态,
其中,第一操作状态用于确定在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性和/或过程设备的状态;以及
其中,第二操作状态用于调节和/或控制过程设备的一个或多个致动设备,例如阀和/或泵,其中,通过第一传感器块的控制和/或评估单元来实现调节。
另外,除了上述操作状态之外或作为上述操作状态的替代,单个传感器块或全部传感器块可以具有其他操作状态。因此,可以提供另一操作状态,其中控制和/或评估单元接收并处理来自多个传感器块的数据。这样的传感器块可以例如位于过程设备中仅存在很小的测量值变化的位置,使得可以最佳地利用传感器块的控制和/或评估单元的计算能力。
在附加操作状态中,如果未接收到要切换到测量模式的信号,则可以将传感器块设置为待机。
通过在传感器装置内分配传感器块的功能,可以在前述或其他操作状态之间进行切换。可以通过传感器装置自身来执行功能,例如,多个传感器块的测量值的评估功能,用于从待机模式启动其他传感器的状态变化的监视功能等。例如,检测填充水平的高度,并向相边界附近的传感器块分配监视功能。
在过程设备的操作期间,可以通过传感器装置来更改对传感器块的功能分配。因此,当槽中的填充水平降低时,功能可以根据当前水平而变化。
第一传感器块的控制和/或评估单元可以用于根据本发明的方法中,以基于由其传感器所确定的测量值,来计算在第一传感器块的测量点处的在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性和/或过程设备的状态的预测值,并考虑过程设备的几何形状,计算在传感器装置的第二传感器块(特别是相邻的传感器块)的测量点处的在过程设备中发现的测量介质的物理或化学变量和/或测量介质的过程特性和/或过程设备的状态的预测值。
可以将这种预测值与由第二传感器块所确定的值进行比较,并且可以基于该比较进行加权和/或可以输出关于所确定的值的合理性的结果。
基于测量介质的物理或化学变量和/或过程设备中的测量介质的过程特性和/或过程设备的状态的所确定的值,可以有利地输出这种变量和/或过程设备的这种过程特性和/或过程设备的状态的总值,其中,传感器块的测量值被分别加权并且在计算中被考虑。传感器块由此可以将所有值的总数发送到上级控制和/或评估单元,即第二中央控制和/或评估单元,以评估和输出状态或变量或过程特性或介质变量。
除了总值外,还可以输出不确定性规范,该规范考虑了传感器装置的状态。例如,不确定性规范可以随着一个或多个传感器块的故障传感器的数量而增加。测量功能然后仍然可以通过确定辅助变量来保证,但是具有更高水平的不确定性。
第一传感器块,特别是传感器装置的所有传感器块,也可以具有数据存储器,在该数据存储器上存储针对相邻传感器块的当前传感器设置的数据记录。
优选地,当确定测量介质的填充水平、温度和/或流量时,可以根据该位置处的过程设备的状态的变化频率,基于传感器块在过程设备中的位置,来执行特定传感器块的功能分配以及加权。
用于确定传感器块上的不同测量变量的传感器的测量值可以根据位置和要确定的测量变量而被不同地加权。例如,各个传感器的测量数据的权重可以根据所改变的操作状态或功能而更高或更低。例如,如果部分填充的槽中的传感器块在相边界以下,则用于电导率测量的传感器可以接收更高的权重。但是,如果在生产操作期间将槽进一步排空,以使传感器块现在相边界上方,则压力测量传感器的测量数据可以接收比以前更高的权重。
传感器块在过程设备中的位置的加权尤其可以根据过程设备的状态,例如介质的填充水平和/或温度来执行。例如,在相边界处,传感器块的值的权重可以明显更高。这也可以通过温度跃变(从气态到液态的相变)来示出。
有利地,传感器群或子群触发控制事件,诸如泵或阀的控制。
一个或多个传感器块也可能覆写来自上级控制和/或评估单元的控制命令。例如,如果发生异常情况,则这使得过程设备能够对这种异常情况做出更快的反应。
在优选的设计变形中,可以根据要确定的值(例如,温度或压力)和传感器块的位置来分别执行加权,以确定这样的各个变量。例如,可能的是,为了确定压力,第一传感器块由于其位置而被特别高地加权,并且为了确定温度,第二传感器块由于其位置而被特别高地加权,例如,针对界面处的料位气相中的压力入口和/或出口附近的流速的较高加权。
因此,取决于参数的位置的加权可以不同,并且也可以在过程中改变,例如在填充水平改变时。
群决定是否覆写上级控制单元。
总体而言,根据本发明的传感器装置可以例如在权重和功能的分配中进行自我管理。
具有上述传感器装置的过程设备进一步根据本发明。
过程设备的有利布置包括从属权利要求的主题。
除了传感器装置之外,过程设备还可以包含一个或多个附加传感器,其中,在传感器装置与此类附加传感器之间交换数据,以便例如在传感器装置的评估、控制和自我管理中也可以考虑此类传感器的测量数据。
此外,过程设备可以具有一个或多个致动设备,其中,与传感器装置交换关于一个或多个致动设备的状态有关的数据,使得可以根据所交换的数据来控制致动设备。例如,阀、泵、加热元件等应被视为致动设备。例如,如果泵执运行,则该泵在这方面提供可以由传感器装置调用的信号,其中,传感器装置通过经由传感器块控制和/或调节阀等来做出反应。
附图说明
以下,基于示例性实施例并借助附图详细地说明本发明。附图示出:
图1具有包括多个传感器块的传感器装置的过程设备的示意性结构;以及
图2传感器块。
具体实施方式
图1仅示出槽形式的过程设备1的示例。该过程设备填充有第一液体介质3,并在上部区域中具有第二气态介质4,例如空气或惰性气体。因此,示出了液气相边界5。此外,过程设备1在槽的出口8处具有泵6,该泵可以经由阀7打开、部分打开或关闭。
过程设备1还具有入口9,其中第一介质和/或第二介质的流入也可以经由阀10来控制和/或调节。
流入、流出、温度、停留时间等的控制和/或调节可以由上级控制和/或评估单元11控制,该上级控制和/或评估单元11在下文中也被称为第二控制和/或评估单元。
传感器装置18沿着过程设备1被布置为传感器块12的网络,该传感器块具有用于确定不同特性值的多个传感器101-107。这些传感器可以包括微机电传感器(MEMS传感器)。
优选的传感器101-107例如是倾斜和/或振荡传感器(特别是基于陀螺仪传感器或陀螺仪)、温度传感器和/或声学传感器(特别是声音传感器),以及空气湿度传感器、接近传感器和/或加速度传感器。
物理/化学传感器,例如光化学传感器和/或电化学传感器,特别是在使用非常便宜的电极(例如不锈钢或石墨电极)时,可以用作传感器块。
在本发明的范围内,所谓的“空气质量传感器”也是优选的传感器。
传感器101-107以预制图案被布置在传感器块的支撑件上。此外,发送和/或接收模块可以被布置在传感器块上。
由具有用于检测至少三个不同的物理和/或化学变量的多个传感器101-107的支撑件带来的群在下文中也称为传感器块12。
此外,控制和/或评估单元100可以被布置在传感器块12上,该控制和/或评估单元100在下文中也将被称为第一控制和/或评估单元。如图2所示,除其他之外,传感器101-107可以直接连接到第一控制和/或评估单元或经由传感器块的附加传感器连接到第一控制和/或评估单元。
多个传感器块12,特别是具有相同拓扑结构的多个传感器块12,位于沿着管道和/或槽的不同的位置。
例如通过控制和/或评估单元11,可以在整个采集系统中检测和管理大多数传感器块的测量数据。可选地,整个传感器装置的由子群合并的数据,特别是包括加权数据,可以从传感器块被转发到上级控制和/或评估单元。
整个采集系统还允许根据优先级和加权分配传感器块和/或单个传感器。
例如,取决于传感器块的位置,可以由各个传感器块的传感器执行所确定的测量值的不同的加权。
传感器块之间和/或传感器块12与第二控制和/或评估单元之间的数据传输可以是无线的,例如通过无线电或借助于电缆。图1示出了两个传感器块12之间的信号路径13和一个传感器块12与第二控制和/或评估单元11之间的信号路径14。
第二控制和/或评估单元11可以经由一个或多个信号路径15与泵6或必要时还与阀7和10进行通信,以发送控制命令或协调控制事件。
但是,单个或多个传感器块12也可以经由信号路径17与上述部件通信。
此外,过程设备还可以具有未被分配给传感器装置18的传感器,诸如压力传感器16。
例如,管道系统的入口侧和出口侧上的传感器测量数据具有比槽的中部的传感器测量数据更高的权重。
传感器块也可以优选地是阵列,即,例如在流的方向上,在传感器块12的支撑件上一个接一个地布置相同类型的多个传感器的序列,例如温度传感器,该温度传感器在预确定方向上一个接一个地布置以便确定局部趋势行为,例如温度升高。
这种局部趋势行为(例如温度跃变)可用于确定例如槽或管道中的介质变化。
此外,通过具有过程设备的已知几何形状的温度阵列的温度变化的测量,允许估计传感器的下游位置处的温度发展。通常,当在局部下游设备区段中测量到局部温度升高时,由于增加的混合而发生温度变化。
由于温度传感器的阵列,不仅可以基于在传感器块上(例如在槽的入口处)一个接一个地被布置的各个温度传感器的时间变化来确定流速;确切地说,考虑到几何规格,还可以确定温度预后,例如针对槽的中部的温度发展。
通过由在第二测量点、第三测量点和/或第四测量点处的传感器块的传感器确定第一测量点处的所预测的测量值,可以执行对第一测量点处的测量值的合理性检查。如果测量值在所预测的测量值的容差范围之外,则可以忽略该测量值。
可替选地或附加地,可以修改相应的传感器块的功能。
此外,关于传感器块的操作状态来确定状态值,该状态值可以特定于各个测量变量,并且可以被考虑用于功能和权重的未来分配以及维护决策(例如,传感器块的更换)。
在传感器块的传感器的短期测量值变化(所谓的“异常值”)的情况下,也可以由传感器块的其他传感器和/或整个系统执行合理性检查,并且在确定测量介质的物理和/或化学变量时,可以忽略不正确的测量值。如果在随后的测量期间测量值再次在容差范围内,则在确定物理和/或化学变量时可以再次考虑该测量值。
如果在时间间隔内未发生测量值的测量值变化,则在确定物理和/或化学变量和/或确定其他传感器的预测测量值时,将对该传感器的测量值进行更大的加权。
但是,此类预测计算始终经受在对传感器块的测量数据进行加权时考虑的不确定性。
此外,传感器块的各个传感器,特别是阵列的各个传感器可能故障。在本发明的范围内,这不一定导致传感器块的故障或导致未考虑传感器块的测量值,而是在一个或多个故障传感器的情况下减少了该测量值的权重。
结果,传感器数据的加权和合理性检查确保了传感器块中的所有传感器的群与测量点处的所预测的测量值一致和/或与测量介质的物理和/或化学变量一致。
在本发明的另一个方面,所测量和所预测的测量值的加权导致任务在整个系统内的分布。
因此,取决于传感器的类型和传感器块在过程设备中的位置,除了确定测量数据外,单个传感器还承担其他功能。例如,这可以是监视功能。
如果该传感器检测到当前测量值与先前测量值相比的显著变化,则可以连接附加传感器块的传感器和/或同一传感器块的附加传感器。
这是节能的,并且传感器对故障的敏感性降低。因此,整个传感器装置的测量性能是高度可变的,并且由测量和评估单元根据测量数据的时间发展来设置和管理。
此外,传感器块可以安装在过程设备的关键点处,例如在过程设备的入口区域和/或出口区域。它们可以与过程设备的致动设备(例如阀等)相互作用,控制来自过程设备的测量介质的流入和/或流出速度。在检测到特别热或腐蚀性的测量介质的情况下,这意味着,例如利用在进口区域中的适当测量,可以设置零流量,并且在槽的情况下,可以通过使用被布置在入口处的传感器块的传感器测量数据来控制阀而设置零填充速度。
一个或多个传感器块上的各个传感器彼此之间的功能和/或任务的分布可以变化;因此,控制和/或评估单元将新的任务和/或功能分配给各个传感器是可能的。如果传感器具有强波动测量值并因此具有较低权重,则可以从其撤消监视功能并将监视功能分配给新的传感器。
在本发明的另一个方面,每个单独的传感器块具有数据存储器以及发送和接收单元。如果更换传感器和/或传感器块,则在当前时间点发生传感器设置的数据传送。
在更换单个传感器的情况下,可以通过将数据传送到其上布置有传感器的传感器块的数据存储器中来进行。
在交换整个第一传感器块的情况下,数据被传送到相邻的第二传感器块的数据存储器中。当第一传感器块在操作中时,新安装的替代第一传感器块的第三替换传感器块在当前时间点从相邻的第二传感器块接收传感器设置。
所传送的传感器设置除其他外,可以包括单个传感器或整个传感器块的附加任务和功能,以及在测量测量介质的物理和/或化学变量时的传感器块和布置在其上的传感器的加权,以及传感器已经测量的测量范围。这样简化了传感器的对过程的校准和调整,并且第三传感器块的传感器在安装后的较早时间点实现了最佳的测量性能。
在本发明的另一个方面中,通过评估所有测量数据来确定设备的整体状态。例如,设备处于以下状态之一:
“处于最佳操作状态”
“在足够的容差范围内”
“在允许的容差范围以外,但处于稳定操作状态”,以及
“处于非稳定操作状态下–启动紧急关闭”
因此,根据本发明的传感器装置构成了使用在过程中出现的测量数据的可能性,以便在自学习系统的意义上,实现对测量的连续适配。

Claims (21)

1.一种用于布置在具有多个测量点的过程设备(1)上的传感器装置(18),包括多个传感器块(12),其中,每个传感器块(12)包括能够被局部地布置在所述过程设备(1)上的支撑件和被布置在所述支撑件上的多个传感器(101-107),所述多个传感器用于确定在所述过程设备(1)中发现的至少一个测量介质(3)的物理或化学变量和/或至少一个测量介质(3)的过程特性和/或所述过程设备(1)的状态,其特征在于:第一传感器块(12)包括第一控制和/或评估单元(100),所述第一控制和/或评估单元具有至少一个发送和接收模块,用于与第二传感器块(12)的第一控制和/或评估单元(100)进行数据交换,
其中,在所述第一传感器块(12)和所述第二传感器块(12)之间交换数据,
其中,所述第一传感器块(12)的所述第一控制和/或评估单元(100)和/或被分配给所述传感器装置(18)的第二控制和/或评估单元(11)被设计成通过对由每个传感器块(12)确定的值进行加权,来确定所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的过程特性和/或所述过程设备(1)的状态,
其中,所述加权根据以下来执行:
a)传感器块(12)的至少一个传感器(101-107)的测量值变化;
b)所述传感器块(12)在过程设备(1)中的位置,
和/或
c)所述传感器块(12)的功能。
2.根据权利要求1所述的传感器装置,其特征在于:所述传感器块(12)中的每个传感器块(12)具有控制和/或评估单元(100),所述控制和/或评估单元(100)具有至少一个发送和接收模块,用于与所述传感器装置(18)的其他传感器块(12)的所述控制和/或评估单元(100)进行数据交换。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于:在所述传感器块(12)上设置有多个不同的传感器(101-107),所述多个不同的传感器用于确定在所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的不同物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的不同过程特性和/或所述过程设备(1)的不同状态。
4.根据前述权利要求中的一项所述的传感器装置,其特征在于:相同类型的多个传感器(101-105)在传感器区域中在所述测量介质(3)的流动方向或填充方向在传感器块(12)上彼此一个接一个地被布置。
5.根据前述权利要求中的一项所述的传感器装置,其特征在于:所述第一传感器块(12)具有至少两个操作状态,
其中,第一操作状态用于对在所述测量设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的所述过程特性和/或所述过程设备(1)的所述状态的变化进行监视,以及
其中,第二操作状态用于确定在所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的所述过程特性和/或所述过程设备的所述状态(1)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的传感器装置,其特征在于:所述第一传感器块具有至少两个操作状态,
其中,第一操作状态用于确定在所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质的所述过程特性和/或所述过程设备(1)的所述状态;以及
其中,第二操作状态用于调节和/或控制所述过程设备(1)的一个或多个致动设备,其中,由所述第一传感器块(12)的所述控制和/或评估单元(100)实现所述调节和/或控制。
7.根据前述权利要求中的一项所述的传感器装置,其特征在于:通过在所述传感器装置内分配传感器块的功能来实现前述权利要求5和前述权利要求6的操作状态或附加操作状态的切换。
8.根据前述权利要求7中的一项所述的传感器装置,其特征在于:在所述过程设备的操作期间,能够由所述传感器装置改变传感器块的功能的所述分配。
9.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:所述第一传感器块(12)的所述控制和/或评估单元(100)能够用于基于由其传感器(101-107)确定的测量值,来计算在所述第一传感器块(12)的测量点处的在所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的所述过程特性和/或所述过程设备(1)的所述状态的预测值,以及考虑所述过程设备(1)的几何形状,计算在所述传感器装置的第二传感器块的测量点处的在所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的所述过程特性和/或所述过程设备的所述状态的预测值。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:将所述预测值与由所述第二传感器块(12)确定的值进行比较,并且基于所述比较执行加权和/或输出关于所确定的值的合理性的结果。
11.根据前述权利要求9或10中的一项所述的方法,其特征在于:基于在所述过程设备(1)中发现的所述测量介质(3)的所述物理或化学变量和/或所述测量介质(3)的所述过程特性和/或所述过程设备(1)的所述状态的所确定的值,针对所述过程设备(1)输出这种变量和/或这种过程特性的总值,其中,所述传感器块(12)的测量值被分别加权并且在计算中被考虑。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:除了所述总值之外,还输出考虑到所述传感器装置的所述状态的不确定性规范。
13.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:所述第一传感器块(12),特别是所述传感器装置(18)的所有传感器块(12),具有数据存储器,在所述数据存储器上存储有用于相邻传感器块(12)的当前传感器设置的数据记录。
14.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:优选地,当确定所述测量介质(3)的填充水平、温度和/或流量时,根据该位置处的所述过程设备(1)的状态的变化频率来对所述传感器块(12)在所述过程设备(1)中的位置进行加权。
15.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:用于确定传感器块上的不同测量变量的传感器的测量值根据所述位置和待确定的所述测量变量而被不同地加权。
16.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:传感器块(12)的加权值或多个传感器块(12)的加权值触发用于致动设备,特别是用于控制所述过程设备(1)的泵(6)和/或所述过程设备(1)的阀(7、10),的控制事件。
17.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:基于传感器块(12)的加权值或多个传感器块(12)的加权值,覆写所述第二控制和/或评估单元(11)的控制命令。
18.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于:关于包括多个传感器块(12)的所述传感器装置(18)的单个或子群的所述操作状态来确定状态值,所述状态值优选地对于各个测量变量是特定的,并且优选地关于所述传感器块(12)或所述传感器块(12)的子群的更换和/或维修,所述状态值被考虑用于功能和权重的未来分配以及维护决策。
19.一种具有根据前述权利要求中的一项所述的传感器装置(18)的过程设备(1)。
20.根据前述权利要求中的一项所述的过程设备(1),其特征在于:除了所述传感器装置(18)之外,所述过程设备还包含一个或多个附加传感器,其中,在所述传感器装置(18)和这种附加传感器之间交换数据。
21.根据前述权利要求中的一项所述的过程设备(1),其特征在于:所述过程设备(1)具有致动设备,其中,与所述传感器装置(18)交换关于所述致动设备的状态的数据,使得根据所交换的数据来控制所述致动设备。
CN201880076932.0A 2017-12-01 2018-11-13 用于布置在过程设备上的传感器装置以及用于操作该传感器装置的方法和过程设备 Active CN111406201B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017128566.0 2017-12-01
DE102017128566.0A DE102017128566A1 (de) 2017-12-01 2017-12-01 Sensoranordnung zur Anordnung an einer Prozessanlage, sowie Verfahren zum Betrieb der Sensoranordnung und Prozessanlage
PCT/EP2018/081051 WO2019105731A1 (de) 2017-12-01 2018-11-13 Sensoranordnung zur anordnung an einer prozessanlage, sowie verfahren zum betrieb der sensoranordnung und prozessanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111406201A true CN111406201A (zh) 2020-07-10
CN111406201B CN111406201B (zh) 2022-07-12

Family

ID=64308765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880076932.0A Active CN111406201B (zh) 2017-12-01 2018-11-13 用于布置在过程设备上的传感器装置以及用于操作该传感器装置的方法和过程设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11543277B2 (zh)
EP (1) EP3717875B1 (zh)
CN (1) CN111406201B (zh)
DE (1) DE102017128566A1 (zh)
WO (1) WO2019105731A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113032906A (zh) * 2021-03-23 2021-06-25 北京清航紫荆装备科技有限公司 一种起落架形变程度的测量方法、装置、设备及介质

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018125969A1 (de) * 2018-10-18 2020-04-23 Herborner Pumpentechnik Gmbh & Co Kg Gleitringdichtungsvorrichtung mit Mikrosystem, Pumpenvorrichtung hiermit und Verfahren zu deren Betrieb
CN113405597B (zh) * 2021-06-02 2022-09-20 杭州电力设备制造有限公司 开关柜内传感器布局结构及布局结构的评价方法
DE102022118575A1 (de) 2022-07-25 2024-01-25 Vega Grieshaber Kg Sensoranordnung mit Plausibilitätsprüfung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080163700A1 (en) * 2007-01-09 2008-07-10 Schlumberger Technology Corporation Sensor system for pipe and flow condition monitoring of a pipeline configured for flowing hydrocarbon mixtures
CN101344783A (zh) * 2007-04-27 2009-01-14 因万西斯系统股份有限公司 自验证测量系统
CN104515544A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 罗斯蒙特公司 非侵入式传感器系统
CN106404846A (zh) * 2016-08-22 2017-02-15 天津大学 油水两相流含水率自适应估计方法
CN107077178A (zh) * 2014-11-04 2017-08-18 高通股份有限公司 基于所预测温度的热缓解
CN107209043A (zh) * 2014-12-19 2017-09-26 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 具有诊断功能的热式流量测量设备

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8421711D0 (en) * 1984-08-28 1984-10-03 Unilever Plc Floor-cleaning machine
US4675935A (en) * 1986-03-14 1987-06-30 Tennant Company Control and monitor for a floor maintenance device
EP0563432B1 (en) * 1992-04-01 1999-07-28 Penguin Wax Co., Ltd. Floor treating machine
US6513385B1 (en) * 2001-05-08 2003-02-04 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic sensor for pipeline deposition characterization and monitoring
DE10143517A1 (de) * 2001-09-05 2003-03-27 Hte Ag The High Throughput Exp Verfahren und Vorrichtung zur Analyse eines fluiden Mediums
US7269877B2 (en) * 2003-12-04 2007-09-18 The Hoover Company Floor care appliance with network connectivity
US6856113B1 (en) * 2004-05-12 2005-02-15 Cube Investments Limited Central vacuum cleaning system motor control circuit mounting post, mounting configuration, and mounting methods
US8584294B2 (en) * 2005-10-21 2013-11-19 Tennant Company Floor cleaner scrub head having a movable disc scrub member
DE102005054495A1 (de) * 2005-11-16 2007-05-24 Mivitec Gmbh Verteilte Sensor- und Referenzspots für Chemo- und Biosensoren
US8046867B2 (en) * 2006-02-10 2011-11-01 Tennant Company Mobile surface cleaner having a sparging device
US7891046B2 (en) * 2006-02-10 2011-02-22 Tennant Company Apparatus for generating sparged, electrochemically activated liquid
DE102006030895A1 (de) * 2006-07-01 2008-01-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Messanordnung mit Zustandsüberwachung und Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Messanordnung
US8360635B2 (en) * 2007-01-09 2013-01-29 Schlumberger Technology Corporation System and method for using one or more thermal sensor probes for flow analysis, flow assurance and pipe condition monitoring of a pipeline for flowing hydrocarbons
DE102007007812A1 (de) * 2007-02-16 2008-08-21 Siemens Ag Durchflussmessumformer
DE102007024006A1 (de) 2007-05-22 2008-11-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Messgerät
US20120271645A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-25 International Business Machines Corporation Automated replacement part ordering based on service thresholds
DE102012102979A1 (de) 2012-04-05 2013-10-24 Endress + Hauser Flowtec Ag Durchflussmessgerät, Messrohr sowie Verfahren zur Herstellung eines Durchflussmessgeräts
DE102012104025A1 (de) * 2012-05-08 2013-11-14 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Sensoreinheit zur Bestimmung einer Messgröße eines Messstoffs
DE102012112784A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren zur Bestimmung eines Zustands eines Sensors
JP6226261B2 (ja) * 2012-12-27 2017-11-08 学校法人早稲田大学 電気化学システム
TW201505595A (zh) * 2013-08-06 2015-02-16 Generalplus Technology Inc 主動式三維空間位置定位裝置及使用其之掃地機器人控制系統
WO2017143576A1 (en) 2016-02-26 2017-08-31 Micro Motion, Inc. Limiting a current drawn by two or more meter assemblies

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080163700A1 (en) * 2007-01-09 2008-07-10 Schlumberger Technology Corporation Sensor system for pipe and flow condition monitoring of a pipeline configured for flowing hydrocarbon mixtures
CN101344783A (zh) * 2007-04-27 2009-01-14 因万西斯系统股份有限公司 自验证测量系统
CN104515544A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 罗斯蒙特公司 非侵入式传感器系统
CN107077178A (zh) * 2014-11-04 2017-08-18 高通股份有限公司 基于所预测温度的热缓解
CN107209043A (zh) * 2014-12-19 2017-09-26 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 具有诊断功能的热式流量测量设备
CN106404846A (zh) * 2016-08-22 2017-02-15 天津大学 油水两相流含水率自适应估计方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113032906A (zh) * 2021-03-23 2021-06-25 北京清航紫荆装备科技有限公司 一种起落架形变程度的测量方法、装置、设备及介质

Also Published As

Publication number Publication date
EP3717875A1 (de) 2020-10-07
CN111406201B (zh) 2022-07-12
US20200319009A1 (en) 2020-10-08
WO2019105731A1 (de) 2019-06-06
DE102017128566A1 (de) 2019-06-06
EP3717875B1 (de) 2023-04-12
US11543277B2 (en) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111406201B (zh) 用于布置在过程设备上的传感器装置以及用于操作该传感器装置的方法和过程设备
CA2843209C (en) Methods and apparatus for level loop control
CN102707741B (zh) 用于减压阀的控制器和控制系统
CA2732938C (en) Method for monitoring remaining service life of a battery
CN110663008B (zh) 用于求取流体流过的过程工程装置的剩余使用寿命的方法和系统
CN104412071A (zh) 流体测量装置
EP3187735B1 (en) Pump system as well as a method for determining the flow in a pump system
CN110632962B (zh) 控制从至少两个单独输入管线到供水网络扇区的供水的控制系统和方法
CN105143830A (zh) 监视系统
CN103003773A (zh) 无线过程控制系统中用于降低功耗的方法、控制器和计算机程序产品
US20220136877A1 (en) Flowmeter, Method for Operating a Flowmeter, System and Method for Operating a System
CA2879065A1 (en) Boiler system
US20080126679A1 (en) Electronic Device with a Nonvolatile, Writable Data-Memory
JP2021101176A (ja) 薬注システムの管理方法
US10775211B2 (en) Real-time vessel monitoring system
US20230010373A1 (en) Method for optimizing a measurement rate of a field device
JP2000146662A (ja) 流量計測装置
US11560698B2 (en) State analysis device, state analysis method, and recording medium
CN113944636A (zh) 多泵控制系统
CN113740204A (zh) 石灰石浆液密度测量方法、系统及装置
CN111328384B (zh) 用于确定实际过程参数的系统、方法、实际现场仪器和实际流动路径
EP4015781B1 (en) System for validating validity of sensor using control limit
KR100984365B1 (ko) 저수장의 유입밸브 예측제어장치 및 방법
CN117570237A (zh) 自控调节阀及水洗塔系统
RU2773762C2 (ru) Способ и система для определения остаточного срока службы технологического устройства, через которое протекает текучая среда

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant